Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
1<br />
<strong>CUPRINS</strong><br />
1.MEDIUL INTERN. SÂNGELE<br />
1.1.Homeostazia celulară şi a mediului intern............................................................................................................ 5<br />
1.1.1.Homeostazia celulară................................................................................................................................ 5<br />
1.1.1.1. Membrana celulară....................................................................................................................... 6<br />
1.1.1.1.1.Canalele membranare....................................................................................................7<br />
1.1.1.1.2.Proteinele transportoare...............................................................................................8<br />
1.1.1.1.3.Receptorii membranari..................................................................................................9<br />
1.1.1.1.4.Enzimele efectoare........................................................................................................10<br />
1.1.1.1.5.Permeabilitatea membranei......................................................................................10<br />
1.1.1.1.6.Potenţialele de membrană.........................................................................................10<br />
1.1.1.1.7.Transportul prin membrana celulară......................................................................12<br />
1.1.1.1.7.1.Difuziunea simplă.................................................................................................12<br />
1.1.1.1.7.2.Difuziunea facilitată.............................................................................................12<br />
1.1.1.1.7.3.Difuziunea prin proteine canal........................................................................12<br />
1.1.1.1.7.4.Transportul activ...................................................................................................13<br />
1.1.2.Comunicarea intercelulară......................................................................................................................13<br />
1.2.Volumul şi compoziţia lichidelor organismului.................................................................................................14<br />
1.2.1.Compartimentele lichidiene..................................................................................................................14<br />
1.2.2.Forţele care guvernează distribuţia apei...........................................................................................15<br />
1.2.3.Schimburile dintre fluidul extra şi intracelular................................................................................16<br />
1.2.4.Schimburile dintre plasmă şi fluidul interstiţial...............................................................................16<br />
1.2.5.Aportul şi eliminarea apei.......................................................................................................................17<br />
1.3.Sângele.............................................................................................................................................................................18<br />
1.3.1.Funcţiile sângelui.......................................................................................................................................18<br />
1.3.2.Proprietăţile sângelui................................................................................................................................18<br />
1.3.3.Rolul sângelui în menţinerea echilibrului acido-bazic.................................................................18<br />
1.3.4.Volemia..........................................................................................................................................................20<br />
1.3.4.1.Hematocritul...................................................................................................................................21<br />
1.3.4.2.Variaţiile volemiei..........................................................................................................................21<br />
1.3.4.3.Reglarea volemiei..........................................................................................................................22<br />
1.3.5.Compoziţia plasmei sanguine...............................................................................................................23<br />
1.3.5.1.Substanţele anorganice..............................................................................................................23<br />
1.3.5.2.Substanţele organice...................................................................................................................25<br />
1.3.5.2.1.Proteinele plasmatice...................................................................................................25<br />
1.3.5.2.2.Substanţele azotate neproteice................................................................................27<br />
1.3.5.2.3.Substanţele organice neazotate...............................................................................27<br />
1.3.5.2.3.1.Glucidele..................................................................................................................27<br />
1.3.5.2.3.2.Lipidele.....................................................................................................................28<br />
1.3.6.Elementele figurate ale sângelui..........................................................................................................29<br />
1.3.6.1.Eritrocitele........................................................................................................................................30<br />
1.3.6.1.1.Eritropoieza şi reglarea ei............................................................................................30<br />
1.3.6.1.2.Factorii adjuvanţi ai eritropoiezei............................................................................32<br />
1.3.6.1.3.Caracteristicile morfofuncţionale ale eritrocitelor.............................................33<br />
1.3.6.1.4.Hemoliza şi aglutinarea. Grupele sanguine..........................................................35<br />
1.3.6.1.5.Stabilitatea sângelui în suspensie............................................................................36<br />
1.3.6.1.6.Hemoglobina...................................................................................................................36<br />
1.3.6.1.6.1.Structură. Biosinteză. Metabolism..................................................................36<br />
1.3.6.1.6.2.Compuşii hemoglobinei....................................................................................37<br />
1.3.6.1.6.3.Curba de disociere a oxihemoglobinei.........................................................38<br />
1.3.6.1.7.Transportul gazelor în sânge. Funcţia respiratorie a sângelui.......................39<br />
1.3.6.1.7.1.Transportul O 2<br />
.......................................................................................................39<br />
1.3.6.1.7.2.Transportul CO 2<br />
....................................................................................................40<br />
1.3.6.1.7.3.Schimbul de gaze la ţesuturi............................................................................40
2<br />
1.3.6.2.Leucocitele.......................................................................................................................................42<br />
1.3.6.2.1.Clasificarea leucocitelor. Leucopoieza....................................................................42<br />
1.3.6.2.2.Granulocitele polimorfonucleare.............................................................................44<br />
1.3.6.2.3.Monocitele.......................................................................................................................45<br />
1.3.6.2.4.Limfocitele........................................................................................................................45<br />
1.3.6.2.5.Rolul leucocitelor în procesele de apărare............................................................47<br />
1.3.6.2.5.1.Mijloacele de apărare nespecifice..................................................................47<br />
1.3.6.2.5.1.1.Fagocitoza.................................................................................................47<br />
1.3.6.2.5.1.2.Inflamaţia..................................................................................................47<br />
1.3.6.2.5.2.Mijloacele de apărare specifice.......................................................................48<br />
1.3.6.2.5.2.1.Imunitatea.................................................................................................48<br />
1.3.6.2.5.2.2.Antigenele................................................................................................49<br />
1.3.6.2.5.2.3.Anticorpii...................................................................................................49<br />
1.3.6.2.5.2.4.Răspunsurile imunologice mediate pe cale umorală................50<br />
1.3.6.2.5.2.5.Răspunsurile imunologice mediate pe cale celulară.................51<br />
1.3.6.3.Trombocitele...................................................................................................................................52<br />
1.3.6.3.1. Caracteristicile morfofuncţionale ale trombocitelor........................................52<br />
1.3.6.3.1. Rolul trombocitelor în hemostază..........................................................................54<br />
1.3.7.Hemostaza. Coagularea. Fibrinoliza....................................................................................................56<br />
1.3.7.1. Hemostaza......................................................................................................................................56<br />
1.3.7.2. Coagularea......................................................................................................................................57<br />
1.3.7.2.1. Factorii coagulanţi........................................................................................................57<br />
1.3.7.2.2. Mecanismul coagulării................................................................................................57<br />
1.3.7.2.3. Factorii anticoagulanţi................................................................................................58<br />
1.3.7.3. Fibrinoliza........................................................................................................................................59<br />
2.RESPIRATIA<br />
2.1. Aspecte morfofuncţionale ale plămânilor..........................................................................................................63<br />
2.1.1. Căile aeriene................................................................................................................................................63<br />
2.1.2. Alveolele pulmonare................................................................................................................................64<br />
2.1.3. Dezvoltarea plămânilor. Modificările postnatale...........................................................................66<br />
2.2. Respiraţia pulmonară.................................................................................................................................................67<br />
2.2.1. Ventilaţia pulmonară................................................................................................................................68<br />
2.2.1.1. Mişcările ventilatorii....................................................................................................................68<br />
2.2.1.2. Dinamica ventilatorie..................................................................................................................69<br />
2.2.1.2.1. Rezistenţele pulmonare..............................................................................................69<br />
2.2.1.2.2. Variaţiile presiunilor în sistemul toraco-pulmonar...........................................71<br />
2.2.1.2.3. Lucrul mecanic ventilator..........................................................................................72<br />
2.2.1.3. Volumele pulmonare statice.....................................................................................................73<br />
2.2.1.4. Debitele ventilatorii.....................................................................................................................74<br />
2.3. Circulaţia pulmonară..................................................................................................................................................77<br />
2.3.1. Presiunile intravasculare pulmonare..................................................................................................78<br />
2.3.2. Rezistenţa vasculară pulmonară..........................................................................................................79<br />
2.3.3. Fluxul sanguin pulmonar.......................................................................................................................79<br />
2.3.4. Reglarea circulaţiei pulmonare............................................................................................................81<br />
2.4. Difuziunea alveolo-capilară.....................................................................................................................................81<br />
2.5. Reglarea respiraţiei şi adaptarea ei în diferite condiţii...................................................................................83<br />
2.5.1. Centrii respiratori.......................................................................................................................................84<br />
2.5.1.1. Centrii bulbo-pontini..................................................................................................................84<br />
2.5.1.2. Centrii nervoşi superiori.............................................................................................................86<br />
2.5.2. Reflexele implicate în reglarea respiraţiei........................................................................................86<br />
2.5.2.1. Reflexele Hering-Breuer.............................................................................................................86<br />
2.5.2.2. Reflexul paradoxal Head............................................................................................................87<br />
2.5.2.3. Reflexele proprioceptive............................................................................................................87<br />
2.5.2.4. Reflexele chemoreceptoare......................................................................................................87<br />
2.5.2.5. Reflexele respiratorii care acţionează tranzitor..................................................................88<br />
2.5.3. Modificările respiratorii în efortul fizic...............................................................................................90<br />
2.5.4. Respiraţia în hipobarism.........................................................................................................................91<br />
2.5.5. Respiraţia în hiperbarism.......................................................................................................................93<br />
2.5.6. Respiraţia periodică..................................................................................................................................95<br />
2.5.7. Asfixia............................................................................................................................................................95<br />
2.5.8. Resuscitarea respiratorie........................................................................................................................96
MEDIUL INTERN ŞI SÂNGELE<br />
3
5<br />
1.1.Homeostazia celulară şi a mediului intern<br />
Mediul intern constituie spaţiul înconjurător al celulelor din organism format din apă în care sunt<br />
dizolvate diferite substanţe organice şi anorganice. El ocupă cam 12-15% din volumul lichidian al organismului.<br />
Prin intermediul său se realizează schimburile de substanţe dintre sânge şi celule.<br />
Homeostazia constă în menţinerea constantă a proprietăţilor mediului intern pentru a permite<br />
activitatea normală a celulelor.<br />
Cronomul defineşte structura temporală a sistemelor biologice care este variabilă.<br />
Membrana celulară are o structură complexă lipido-proteică cu o permeabilitate selectivă şi cu<br />
importante funcţii în transportul substanţelor, recepţia unor semnale sau activitatea enzimatică.<br />
Canalele membanare sunt structuri proteice care ajută la transferul substanţelor prin membrană.<br />
Activitatea lor este dependentă de încărcarea electrică a membranei, de prezenţa unui ligand sau de<br />
distensia mecanică. O serie de substanţe pot bloca funcţionarea unui canal.<br />
Pompa de Na + -K + este o proteină membranară transportoare pentru schimbul împotriva gradientelor<br />
de concentraţie a 3 Na + contra 2 K + cu consum energetic oferit de ATP. Ea poate fi inhibată de glicozizii<br />
digitalici favorizând acumularea de Ca 2+ în celula miocardică a cărei forţă de contracţie creşte.<br />
Receptorii membranari sunt proteine care reacţionează cu molecule de semnalizare transmiţând<br />
informaţii celulelor. Cei mai cunoscuţi receptori sunt cei adrenergici (α şi β) activaţi de catecolamine<br />
(noradrenalină, adrenalină) şi cei colinergici (muscarinici şi nicotinici) activaţi de acetilcolină. Semnalele<br />
transmise celulelor iniţiază eliberarea în interiorul acestora a unui al 2-lea mesager care va influenţa activitatea<br />
enzimelor, a canalelor ionice, citoscheletul sau expresia genelor. Ca al 2-lea mesager acţionează<br />
cAMP, cGMP, Ca 2+ , inozitol-trifosfatul, diacyl glicerolul.<br />
Enzimele efectoare sunt proteine membranare situate la interiorul celulelor care au rolul de a<br />
influenţa sinteza proteică. Astfel de enzime sunt adenilat ciclaza, guanilatciclaza, fosfolipaza C, protein<br />
kinazele A şi C.<br />
Comunicarea celulară se realizează prin mai multe mecanisme:<br />
-comunicarea neurală prin neurotransmiţători<br />
-comunicarea endocrină prin hormoni<br />
-comunicarea paracrină prin substanţe care acţionează asupra celulelor învecinate<br />
-comunicarea autocrină prin substanţele eliberate care acţionează asupra aceleiaşi celule.<br />
Potenţialele electrice celulare se datoresc repartizării ionilor de o parte şi de alta a membranei şi<br />
mişcărilor acestora prin canale. Potenţialul de repaus cu o valoare în jur de –90 mV se datoreşte în special<br />
K + pentru care membrana este mai permeabilă, iar cel de acţiune se datoreşte Na + care după excitarea<br />
celulei pătrunde masiv în interiorul acesteia producând depolarizarea. Refacerea electrică (repolarizarea)<br />
are loc prin activitatea pompei de Na + -K + .<br />
Transportul prin membrană poate fi pasiv în sensul gradientelor electrochimice (difuziunea simplă<br />
şi facilitată sau prin proteine canal) sau activ împotriva acestor gradiente şi care este posibil numai prin<br />
mecanisme consumatoare de energie.<br />
1.1.1.Homeostazia celulară. Celula este unitatea funcţională a organismului, fiecare ţesut<br />
fiind format dintr-un mare număr de celule cu aceleaşi tipuri de funcţii precis delimitate. Studiile<br />
cu ajutorul microscopului electronic ca şi metodele de histochimie sau radioiziotopice au<br />
dezvăluit imensa complexitate structurală şi funcţională a celulelor.<br />
Celulele sunt elemente semiautonome ale unui ţesut, ele pot trăi în afara organismului<br />
numai dacă li se asigură un mediu înconjurător corespunzător, asemănător cu mediul lor natural.<br />
Mediul înconjurător al celulelor din organim, denumit de către Claude Bernard mediu intern,<br />
este format în cea mai mare parte din apă în care sunt dizolvate o mulţime de substanţe a căror<br />
concentraţie este remarcabil de constantă.<br />
Compoziţia mediului intern este menţinută prin variate procese fiziologice prin funcţia<br />
denumită de Walter Cannon homeostazie.<br />
Conceptul de homeostazie a mediului intern a căpătat azi un sens nou dată fiind
6<br />
recunoaşterea unor limite mai largi ale normalităţii în cadrul existenţei cronomilor care definesc<br />
structura temporală a variabilelor sau sistemelor biologice. Aceştia sunt codificaţi genetic şi<br />
sunt sincronizaţi de ciclurile socio-ecologice putând fi modificaţi de numeroase procese endo<br />
sau exogene. Semnificaţia biologică ca şi proprietăţile algoritmice previzibile ale cronomilor<br />
sunt studiate de cronobiologie, ştiinţa care cuantifică şi investighează mecanismele biologice<br />
ale structurilor temporale, inclusiv manifestările ritmice ale vieţii.<br />
Intre celule şi mediul intern, reprezentat de lichidul extracelular, există un permanent<br />
schimb de substanţe ce are loc prin intermediul membranelor celulare.<br />
1.1.1.1.Membrana celulară are o grosime de 7-10 nm şi o structură complexă lipidoproteică<br />
având o funcţie aparent contradictorie, aceea de a separa şi de a uni în acelaşi timp<br />
celulele între ele.<br />
Componentele principale ale membranei sunt lipidele şi proteinele a căror proporţie şi<br />
dispoziţie sunt variabile. Conform modelului mozaicului fluid, descris în anii ‘70 de către Singer<br />
şi Nicholson, proteinele membranare se inseră şi plutesc în stratul dublu lipidic de care sunt<br />
legate prin legături covalente. Suprafaţa externă a membranei este învelită de mucopolizaharide<br />
ce formează glicocalixul cu proprietăţi electrice negative.<br />
Stratul lipidic este reprezentat de fosfolipide, glicolipide şi colesterol, moleculele putânduşi<br />
schimba locul doar cu moleculele învecinate lateral, nu şi în sus şi în jos.<br />
Moleculele lipidice sunt amfipatice având o regiune polară hidrofilică spre partea ce se<br />
învecinează cu interiorul şi exteriorul celulei şi o regiune hidrofobică orientată spre interiorul<br />
membranei. Stratul lipidic este foarte stabil şi dacă este întrerupt are tendinţa rapidă de a se<br />
reface. Stratul lipidic dublu se poate închide el însuşi formând o veziculă sferică denumită<br />
lipozom.<br />
In interiorul celulelor există o reţea tridimensională de proteine ce formează citoscheletul<br />
şi care se ataşează de proteinele membranare contribuind la stabilitatea mecanică a celulei.<br />
Citoscheletul este alcătuit din 3 reţele independente: microtubulii, filamentele de actină şi cele<br />
intermediare. El participă la menţinerea formei celulelor, la transportul intracelular, la mişcarea<br />
celulară şi la dispunerea organitelor celulare.<br />
Membrana celulară nu este o structură rigidă ea având o fluiditate deosebită ce poate<br />
varia în funcţie de stările fiziologice, regimul alimentar, administrarea unor medicamente,<br />
factori fizici şi chiar în funcţie de diferitele zone ale membranei. Modificările fluidităţii pot<br />
influenţa activitatea celulară prin afectarea funcţiei unor componente membranare (enzime,<br />
canale, receptori).<br />
Din punct de vedere funcţional membrana celulară este o structură foarte dinamică<br />
datorită mai ales componentelor sale proteice. Unele proteine, în majoritatea cazurilor glicoproteine,<br />
sunt denumite proteine transmembranare sau integrale deoarece au porţiuni active<br />
la ambele extremităţi externă şi internă. Aceste proteine formează transportori care conduc<br />
diferite substanţe prin membrană sau canale ionice prin care pot trece anumiţi ioni.<br />
Alte proteine au numai câte o singură parte activă situată fie spre exterior, fie spre interior<br />
constituind receptorii pentru diferiţi mesageri (anticorpi, hormoni, neurotransmiţători, agenţi<br />
farmacologici), respectiv enzimele care activează sau inactivează intermediarii metabolici (FIG<br />
1.1). Datorită receptorilor săi membrana celulară constituie un sistem de recepţie-transducţie<br />
a unor semnale sau mesaje ce ajung la nivel celular. In acest proces un rol important îl au<br />
proteinele G situate în zona internă a membranei şi denumite aşa din cauză că se leagă de<br />
guanin nucleotizi.<br />
Celulele pot influenţa caracteristicile homeostatice ale organismului prin intermediul unor<br />
mecanisme legate de permeabilitatea membranei, conţinutul intracelular sau transportul ionic<br />
care prezintă importante variaţii chiar în condiţii fiziologice.<br />
Membrana celulară are o permeabilitate selectivă şi pentru a o traversa substanţele trebuie<br />
să folosească diferite sisteme de transport formate de proteinele membranare.<br />
1.1.1.1.1.Canalele membranare sunt structuri proteice care au un centru apos ce permite<br />
trecerea substanţelor fără a reacţiona cu acestea. Specificitatea transportului se realizează prin<br />
mărimea şi încărcătura substanţei, iar fluxul poate fi reglat prin închiderea sau deschiderea
7<br />
FIG. 1.1. Structura schematică a membranei celulare. În stratul dublu lipidic se inseră molecule proteice<br />
care formează canale, transportori, receptori sau enzime<br />
căii de trecere.<br />
Unele canale sunt deschise permanent în timp ce altele prezintă nişte “porţi” care se deschid<br />
sau se închid în funcţie de potenţialul de membrană fiind deci “voltaj dependente” sau<br />
prin fixarea unui ligand extern (hormon, neurotransmiţător) sau intern (Ca 2+ , cAMP).<br />
Există şi canale care se deschid în urma distensiei membranei denumite canale “mecanosensibile”<br />
operaţionale mai ales la nivelul celulelor miocardice sau ale vaselor.<br />
Au fost descrise şi caracterizate din punct de vedere chimic o serie de canale ionice cum<br />
ar fi cele pentru Na + , Ca 2+ , K + , H + , Cl - etc.<br />
Un exemplu de canal ionic dependent de voltaj este canalul de Na + a cărui structură<br />
este acum cunoscută. El este format din proteine glicozilate compuse din mai multe peptide.<br />
Fiecare peptid este format la rândul său din 4 subunităţi similare care înconjoară porul apos<br />
ce străbate stratul fosfolipidic (FIG 1.2).<br />
Modelul de funcţionare al acestui canal implică prezenţa “porţilor” a căror deschidere şi<br />
închidere este influenţată de nivelul potenţialului electric al membranei şi realizează activarea<br />
sau inactivarea canalului (FIG 1.3.).<br />
Studiul funcţionării canalelor s-a realizat începând cu anii ‘80 folosind metoda de “patch<br />
clamp voltage” prin care o porţiune a membranei celulare ce conţine canalul este izolată cu<br />
ajutorul unei micropipete la care se aplică o uşoară sucţiune. Deschiderea şi închiderea canalului<br />
este realizată prin modificarea potenţialului electric al membranei (FIG 1.4.).<br />
Există substanţe care pot bloca funcţionarea unui canal. Astfel, tetrodotoxina<br />
blochează canalele de Na + , nifedipina, verapamilul şi diltiazemul blochează<br />
canalele de Ca 2+ . Blocantele canalelor de Ca 2- sunt frecvent folosite în practica medicală în<br />
FIG 1.2. Canalul de Na + e constituit dintr-un lanţ polipeptidic care<br />
are 4 componente omoloage (I-IV) compuse la rândul lor din câte 6<br />
elemente care traversează membrana. Activitatea canalului poate<br />
fi influenţată de fosforilarea proteinelor.
8<br />
FIG. 1.3. Modelul unui canal ionic cu porţile de<br />
activare (A sau m) şi de inactivare (I sau h). Canalul<br />
se poate afla în mai multe stări în funcţie de starea<br />
porţilor: repaus cu porţile A închise şi I deschise,<br />
activitate cu ambele porţi deschise (porţile A se<br />
deschid rapid iar porţile I se închid lent), refacere<br />
în care porţile A se închid rapid iar porţile I se<br />
deschid lent<br />
tratamentul unor afecţiuni cardiovasculare.<br />
In contrast cu canalele, porii membranari prezenţi mai ales la nivelul joncţiunilor strânse<br />
dintre celule sunt mai mari şi se suprapun permiţând comunicarea directă dintre acestea.<br />
Proteinele ce alcătuiesc aceşti pori se numesc conexine.<br />
1.1.1.1.2.Proteinele transportoare leagă ionii sau alte molecule şi îşi modifică<br />
configuraţia pentru a le transporta prin membrană. Mişcarea are loc pasiv în sensul gradientului<br />
electrochimic (cum este cazul difuziunii facilitate a glucozei) sau activ (ca o pompă) împotriva<br />
gradientului şi cu consum energetic realizat prin hidroliza ATP. Moleculele transportorului au<br />
în acest caz rolul unei enzime care catalizează hidroliza ATP, aşa cum este cazul ATPazei activată<br />
de Na + şi K + cunoscută şi ca pompa de sodiu-potasiu sau mai simplu pompa de sodiu.<br />
Pompa de sodiu este formată din 2 subunităţi α ce conţin locuri de fixare pentru ATP,<br />
metale alcaline sau glicozizii digitalici şi 2 subunităţi β, ambele alcătuite din glicoproteine.<br />
Subunităţile α constituie elementele catalitice responsabile de hidroliza ATP şi transportul<br />
Na + şi K + (FIG 1.5.).<br />
Inhibarea pompei de către glicozizii digitalici este folosită în terapeutică pentru efectele<br />
inotrop pozitive asupra miocardului produse prin creşterea influxului de Ca 2+ şi scăderea efluxului<br />
său, ca şi prin schimbul Na + -Ca 2+ , ceea ce asigură mărirea concentraţiei sale intracelulare.<br />
Pompa de sodiu se găseşte în toate celulele şi are efect electrogenic sau reogenic pentru<br />
că schimbând 3Na + contra 2K + menţine diferenţa de potenţial între exteriorul şi interiorul celulei.<br />
Transportul activ la nivel celular este unul dintre principalele consumatoare de energie<br />
din organism.<br />
Canalele ionice dependente de un ligand funcţionează prin legarea reversibilă a unei<br />
substanţe (ligand) care le deschide sau le închide. Aceste canale au de fapt un rol de receptor<br />
şi se descriu canale dependente de ATP, Ca 2+ , nucleotizi ciclici sau proteinele G.<br />
In cazul mişcărilor pasive sau facilitate realizate numai în sensul gradientului electro-chimic<br />
transportorul suferă şi el modificări conformaţionale reversibile prin legarea de substanţa de<br />
FIG. 1.4. Metoda “patch clamp voltage”. Micropipeta<br />
izolează o porţiune a membranei ce conţine<br />
un canal ionic a cărui activitate este urmărită prin<br />
înregistrarea curenţilor ionici în urma închiderii<br />
sau deschiderii canalului
9<br />
FIG. 1.5. Pompa de Na + şi K + este formată din 2 perechi de subunităţi α şi ß. Prin schimbul activ susţinut<br />
prin hidroliza ATP se scot din celulă 3 Na + şi se introduc 2 K + realizându-se o acţiune electrogenică ce<br />
readuce potenţialul la valoarea de repaus.<br />
transportat.<br />
Viteza de transport cu ajutorul proteinelor transportoare este mai mică decât cea realizată<br />
prin canalele ionice.<br />
Apa se poate mişca liber prin membrana celulelor dar există şi canale speciale pentru<br />
transportul apei denumite aquaporine mai ales în anumite celule (eritrocite, endoteliul vascular,<br />
celulele alveolare pulmonare, tubii colectori renali). Mişcarea apei este guvernată de<br />
forţele osmotice.<br />
1.1.1.1.3.Receptorii membranari sunt tot de natură proteică şi reacţionează cu diferiţi<br />
liganzi cu rol de molecule de semnalizare modificându-şi conformaţia şi transmiţând astfel<br />
informaţii celulelor. Se cunosc şi receptori situaţi în interiorul celulelor care reacţionează cu<br />
anumite substanţe cum sunt cei pentru hormonii steroizi sau tiroidieni. Unele molecule cu rol<br />
semnalizator pot trece cu uşurinţă prin membrană acţionând apoi asupra unor enzime specifice<br />
aşa cum este NO care prin guanilat ciclază induce formarea de cGMP.<br />
Liganzii sau moleculele de semnalizare care se leagă specific de un anumit receptor<br />
favorizându-I activitatea se numesc agonişti. Ei pot fi produşi în organism sau în afara lui, aceştia<br />
din urmă mimând mai mult sau mai puţin efectele primilor. Există şi liganzi care blochează<br />
activitatea receptorilor numiţi antagonişti care în marea lor majoritate sunt produşi în afara organismului.<br />
Atât agoniştii cât şi antagoniştii se dovedesc foarte utili în practica terapeutică.<br />
Se descriu numeroşi receptori ce pot fi caracterizaţi prin proprietăţile şi efectele stimulării<br />
lor. Cei mai cunoscuţi receptori sunt cei adrenergici clasificaţi în 2 mari tipuri (α şi β) asupra<br />
lor acţionând ca mediatori adrenalina şi noradrenalina şi receptorii colinergici (muscarinici şi<br />
nicotinici) având ca mediator acetilcolina. Efectele activării lor sunt multiple asupra inimii şi<br />
vaselor, ca şi asupra proceselor metabolice.<br />
Numărul receptorilor la nivelul unei celule nu este constant el putând scădea în anumite<br />
condiţii, cum ar fi excesul de molecule ale mesagerului (down regulation) sau putând creşte<br />
(up regulation) când mesagerul este în cantităţi mici. Aceste fenomene pot explica de ex.<br />
toleranţa faţă de unele substanţe cum ar fi morfina sau scăderea sensibilităţii la insulină în<br />
diabetul zaharat.<br />
Substanţele care joacă rolul de ligand au fost denumite cu termenul general de “primul<br />
mesager” şi ele induc după legarea cu receptorul eliberarea unui mediator intracelular denumit<br />
“al 2-lea mesager” care va modifica activitatea celulară prin influenţarea activităţii enzimatice,<br />
a canalelor ionice, a citoscheletului sau a expresiei genelor. Dintre substanţele care au acest<br />
rol amintim : cAMP, cGMP, Ca 2+ , inozitol trifosfatul (IP3), diacylglicerolul (DAG) etc.<br />
1.1.1.1.4.Enzimele efectoare localizate în interiorul celulei pe suprafaţa internă a membranei<br />
au un rol important în declanşarea răspunsului celular caracterizat în general prin modificarea<br />
sintezei proteice. Principalele enzime sunt adenilat ciclaza, guanilat ciclaza, fosfolipaza C,<br />
protein kinazele A şi C.<br />
1.1.1.1.5.Permeabilitatea membranei celulare. Prin structura ei membrana celulară constituie<br />
o barieră în calea trecerii libere a diferitelor substanţe spre sau dinspre celulă.<br />
Stratul lipidic este uşor permeabil pentru apă, permeabilitatea pentru alte substanţe<br />
depinzând de mărimea, solubilitatea şi încărcarea lor electrică. Moleculele de N 2<br />
sau O 2<br />
care
10<br />
FIG. 1.6. Repartizarea ionică inegală a ionilor în<br />
interiorul şi exteriorul celulei şi mişcările acestora<br />
în funcţie de gradientele electro-chimice sau activitatea<br />
pompelor ionice.<br />
sunt nonpolare, hidrofobe se dizolvă în stratul lipidic şi străbat cu uşurinţă membrana. Moleculele<br />
mici polare neîncărcate, hidrofilice (CO 2<br />
, uree) pot de asemenea difuza rapid prin stratul<br />
lipidic, în timp ce moleculele mari polare neîncărcate (glucoza) trec mult mai lent. Particulele<br />
încărcate electric au o difuziune foarte lentă, membrana fiind practic impermeabilă pentru<br />
anionii organici sau proteine.<br />
Membrana celulară se comportă deci ca o membrană semipermeabilă care lasă să treacă<br />
substanţele dintr-o parte în alta în mod selectiv şi numai în anumite condiţii. Această selectivitate<br />
stă la baza repartizării inegale a unor ioni în interiorul şi exteriorul celulei şi implicit a<br />
sarcinilor electrice.<br />
1.1.1.1.6.Potenţialele de membrană. Datorită repartizării inegale a unor ioni de o parte şi<br />
de alta a membranei celulare (în exterior predomină Na + iar în interior K + ) (FIG 1.6.) ia naştere<br />
o diferenţă de potenţial de 70-90 mV ce constituie potenţialul de membrană sau de repaus.<br />
Acest potenţial se menţine constant atâta vreme cât celula nu este excitată. El a putut fi<br />
măsurat cu ajutorul microelectrozilor formaţi din pipete de sticlă umplute cu o soluţie de KCl<br />
cu un vârf cu diametrul de 1 µm ceea ce le permite străpungerea membranei fără a distruge<br />
celulele. Pornind de la potenţialul de repaus atunci când celula este excitată apare o variaţie<br />
de potenţial ce constituie potenţialul de acţiune. Dependenţa potenţialului de repaus de<br />
repartiţia ionică inegală de cele 2 părţi ale membranei celulare şi a celui de acţiune de mişcările<br />
ionice prin canalele membranare a putut fi demonstrată utilizând ioni radioactivi şi tehnica de<br />
menţinere a potenţialului de membrană la un nivel fix pentru o perioadă de timp, aşa numita<br />
metodă de “clamp voltage”.<br />
Fiind formată dintr-un strat dublu lipidic membrana celulară posedă o anumită capacitanţă<br />
şi rezistenţă. Prezenţa canalelor ionice care o străbat face posibilă modificarea rezistenţei şi<br />
conductanţei membranare.<br />
Conductanţa este dependentă de diferenţa de potenţial dintre exteriorul şi interiorul<br />
celulei care controlează funcţionarea canalelor dependente de voltaj. Orice modificare a<br />
sarcinilor electrice de la suprafaţa membranei (excitare electrică, medicamente, modificări de<br />
pH) va influenţa permeabilitatea membranei şi implicit curenţii ionici rezultaţi în urma mişcării<br />
ionilor purtători de încărcătură electrică.<br />
In repaus membrana este mai permeabilă pentru K + care tinde să părăsească celula conform<br />
gradientului său electrochimic participând astfel la menţinerea potenţialului de repaus. Dacă<br />
membrana este depolarizată prin aducerea de sarcini negative la suprafaţa celulei, diferenţa de<br />
potenţial transmembranar se reduce şi atunci când acesta atinge un anumit nivel, aşa numitul<br />
prag critic de depolarizare, se declanşează potenţialul de acţiune. El este iniţiat de pătrunderea<br />
masivă a Na + în celulă prin canalele de Na + a căror deschidere creşte permeabilitatea membranei<br />
pentru acest ion (FIG 1.7.).<br />
Pătrunderea Na + în celulă duce la inversarea polarizării de repaus astfel încât membrana<br />
devine negativă la exterior şi pozitivă la interior. Potenţialul variază brusc de la –90 mV la +30<br />
mV cu o pantă de aprox. 1000 V.s -1 . Urmează o reducere a curentului de Na + prin scăderea<br />
conductanţei pentru acest ion concomitent cu o creştere lentă a conductanţei pentru K + şi<br />
apariţia unui curent rectificator. Ca urmare K + va ieşi din celulă în timp ce pătrunderea Na + se
educe tot mai mult. Aceasta contribuie la readucerea potenţialului de membrană la nivelul<br />
iniţial realizând repolarizarea.<br />
In afară de Na + şi K + în producerea potenţialului de acţiune mai participă şi alţi ioni mai ales<br />
Ca 2+ care posedă canale proprii cu o cinetică mai lentă. Canalele de Ca 2+ au o mare importanţă<br />
la celulele miocardice, în special la cele aparţinând sistemului nodal.<br />
Legarea Ca 2+ de porţiunea externă a canalelor de Na + este urmată de creşterea nivelului<br />
11<br />
FIG. 1.7. Aspectul potenţialului de acţiune (PA) al celulei nervoase concomitent cu variaţia conductanţei<br />
membranare (g) pentru Na + şi K + în funcţie de care au loc mişcările ionice prin activarea canalelor<br />
voltajului necesar pentru activarea acestora. Un deficit de Ca 2+ în mediul extracelular va creşte<br />
permeabilitatea canalelor de Na + ce se însoţeşte de hiperexcitabilitate neuromusculară cu<br />
apariţia crizelor de tetanie.<br />
Prin canale proprii cantităţi mici de Cl - părăsesc celulele, la fel ca şi în cazul K + , dar permeabilitatea<br />
pentru Cl - nu se modifică semnificativ în condiţii fiziologice.<br />
Alcoolul şi barbituricele pot influenţa canalele de K + activate de GABA la nivelul celulelor<br />
nervoase explicând efectele negative ale acestor substanţe asupra SNC, mai ales când ele sunt<br />
consumate împreună, cu atât mai mult cu cât alcoolul inhibă şi metabolizarea barbituricelor.<br />
Pentru readucerea celulei la situaţia electrică iniţială este necesară scoaterea Na + pătruns<br />
în celulă şi reintroducerea K + care o părăsise, procese realizate împotriva gradientelor electrochimice<br />
prin intervenţia pompei de Na + -K + cu consum energetic.<br />
1.1.1.1.7.Transportul substanţelor prin membrana celulară. Prin funcţia sa de transport<br />
membrana celulară permite pătrunderea substanţelor necesare activităţii celulare şi ieşirea<br />
produşilor de metabolism sau a substanţelor care reprezintă mesageri pentru alte celule.<br />
Studiile privind transportul prin membrană s-au realizat utilizând metode radioizotopice,<br />
diferite tipuri de lipozomi sau modele membranare. Determinarea precisă a concentraţiei<br />
substanţelor intracelulare este îngreunată însă de faptul că acestea, inclusiv apa, pot exista în<br />
stare legată sau inactivă.<br />
Se descriu 2 mari tipuri de transport :<br />
-pasiv în sensul gradientelor electrochimice care nu necesită consum energetic<br />
-difuziunea simplă<br />
-difuziunea facilitată<br />
-difuziunea prin proteine canal<br />
-activ care necesită consum energetic<br />
-transport activ primar<br />
-transport activ secundar<br />
Din punct de vedere al mărimii particulelor transportate se poate vorbi de un micro şi de<br />
un macrotransfer.<br />
Fluxul reprezintă mişcarea unei substanţe spre interiorul sau exteriorul celulei şi el depinde
12<br />
de gradientul electrochimic sau energia metabolică utilizată pentru transport.<br />
1.1.1.1.7.1.Difuziunea simplă se realizează pentru unele substanţe uşor solubile în stratul<br />
lipidic care pot străbate direct membrana (O 2<br />
, CO 2<br />
, alcool).<br />
Difuziunea apei şi a substanţelor hidrosolubile se realizează prin porii existenţi în interiorul<br />
proteinelor transmembranare care constituie canalele pentru apă denumite aquaporine a căror<br />
structură a fost identificată recent.<br />
Existenţa unor gradiente de presiune hidrostatică sau osmotică la nivel membranar face<br />
ca apa să se mişte într-o cantitate mai mare decât prin difuziune simplă, fenomen cunoscut<br />
ca “bulk flow”.<br />
1.1.1.1.7.2. Difuziunea facilitată. Unele substanţe (glucoza, aminoacizii), deşi nu sunt solubile<br />
în lipide, pot trece prin membrană conform gradientului de concentraţie dar numai cu<br />
ajutorul unui transportor de natură proteică. Moleculele acestor substanţe se leagă de proteina<br />
transportoare de o parte a membranei şi după traversare se desfac de aceasta. Rata difuziunii<br />
este cu atât mai mare cu cât gradientul este mai mare, dar numai până la ocuparea întregii<br />
capacităţi a transportorului, fenomen cunoscut sub denumirea de saturaţie.<br />
1.1.1.1.7.3. Difuziunea prin proteine canal. Canalele membranare sunt selective în sensul<br />
că permit trecerea numai anumitor substanţe, deschiderea şi închiderea lor depinzând de<br />
încărcarea electrică a membranei sau de prezenţa unui ligand.<br />
In cazul în care proteina canal transportă o singură substanţă vorbim de uniport aşa cum<br />
este cazul canalelor de Na + sau K + . Dacă se transportă 2 substanţe vorbim de un transport<br />
cuplat care se poate realiza în aceeaşi direcţie (cotransport sau simport) sau în direcţii opuse<br />
(contratransport sau antiport). Schimburile Cl - -HCO 3<br />
-<br />
sau Na + -H + joacă un rol important în<br />
menţinerea pH.<br />
1.1.1.1.1.7.4.Transportul activ are loc împotriva gradientelor electrochimice necesitând<br />
consum energetic realizat prin hidroliza ATP şi prezenţa unui transportor reprezentat de o<br />
proteină membranară.<br />
El se caracterizează prin specificitate, saturaţie (în funcţie de numărul de molecule de transportor),<br />
inhibiţie competitivă sau necompetitivă realizată de substanţele care se pot lega şi<br />
ele de transportor.<br />
Un exemplu de transport activ este transportul Na + şi K + pentru restabilirea echilibrului<br />
forţelor electrice şi a potenţialului de repaus după activarea celulară. Energia necesară transportului<br />
este obţinută prin hidroliza ATP sub acţiunea ATPazei Na + -K + dependentă. Acest transport<br />
activ este denumit primar şi se mai întâlneşte şi în cazul transportului Ca 2+ şi H + . ATPaza afectează<br />
indirect şi transportul Ca 2+ , un antiport existent la nivelul celulelor miocardice schimbă Ca 2+<br />
din interior cu Na + din exterior într-un raport 1:2.<br />
In unele cazuri transportul activ al Na + este cuplat cu transportul altor substanţe (glucoza,<br />
aminoacizi) constituind aşa numitul transport activ secundar pentru că foloseşte energia<br />
stocată de gradientul de concentraţie al Na + . In cazul Ca 2+ acesta poate fi transportat împotriva<br />
gradientului său tot printr-un transport activ secundar (3 Na + sunt introduşi în celulă pentru<br />
fiecare Ca 2+ scos). Schimbul Na + -Ca 2+ este important pentru determinarea forţei de contracţie<br />
a miocardului care este dependentă de cantitatea de Ca 2+ intracelular.<br />
Pompa de Na + -K + are rol şi în menţinerea volumului celular, în absenţa activităţii acesteia<br />
Na + şi Cl - vor pătrunde în celule antrenând şi pătrunderea apei prin osmoză ceea ce duce la<br />
umflarea lor.<br />
Translocaţia de grup constituie un tip de transport activ în care molecula transportorului<br />
se leagă de cea a moleculei de transportat cu care formează un nou compus după transport.<br />
Conform efectului Donnan distribuţia ionilor difuzibili de o parte şi de alta a membanei<br />
este influenţată şi de prezenţa ionilor nedifuzibili (proteine, fosfaţi organici) care nu pot traversa<br />
membrana.<br />
Macrotransferul se referă la transportul unor molecule sau particule mari. El se poate<br />
realiza spre interiorul celulei sub forma endocitozei (fagocitoza pentru particule solide şi<br />
pinocitoza pentru picăturile lichide), spre exteriorul celulei sub forma exocitozei (eliberarea<br />
unor produşi celulari cum ar fi hormonii şi neurotransmiţătorii) sau traversând celula sub forma
13<br />
transcitozei.<br />
1.1.2.Comunicarea intercelulară se realizează în general cu ajutorul mesagerilor chimici<br />
prin 3 mecanisme principale:<br />
-comunicarea neurală în care acţionează neurotronsmiţătorii eliberaţi la nivelul sinapselor<br />
-comunicarea endocrină în care acţionează hormonii secretaţi de glandele endocrine<br />
ajunşi la celule pe cale sanguină<br />
-comunicarea paracrină în care produşii celulari difuzează în lichidul extracelular<br />
influenţând celulele învecinate situate la o distanţă nu prea mare.<br />
In unele situaţii celulele secretă mesageri chimici care se fixează de receptorii aceleiaşi<br />
celule realizând o comunicare autocrină.<br />
In diferitele părţi ale organismului un mesager chimic poate acţiona ca un neurotransmiţător,<br />
ca un mediator paracrin, sau ca un hormon eliberat în sânge de la nivel neuronal sau al celulelor<br />
glandulare. Mesagerii chimici pot fi peptide, proteine, aminoacizi, amine sau steroizi.<br />
1.2.Volumul şi compoziţia lichidelor organismului.<br />
Corpul unui adult conţine cam 60% apă din care 40% în compartimentul intracelular şi 20% în cel<br />
extracelular<br />
Presiunea osmotică defineşte excesul de presiune care trebuie aplicată unei soluţii separată de<br />
solventul său printr-o membrană semipermeabilă pentru a împiedica trecerea solventului în soluţie. Ea<br />
guvernează distribuţia apei în celule şi spaţiul interstiţial.<br />
Are o valoare de 7.6 atm la temperatura corpului (5500 mmHg) ce corespunde cam la 300 mOsm.<br />
Osmolul se defineşte drept cantitatea de substanţă în grame care dizolvată în 1 L apă dezvoltă o<br />
presiune de 1 atm.<br />
O soluţie izotonică sau fiziologică dezvoltă aceeaşi presiune osmotică cu a lichidelor din organism<br />
şi poate fi obţinută prin dizolvarea a 9 g CLNa în 1 L apă.<br />
Presiunea coloidosmotică sau oncotică este presiunea realizată de proteinele plasmatice, în special<br />
albumine, care formează soluţii coloidale. Are o valoare în jur de 25 mmHg.<br />
Edemul constă în acumularea de lichid în spaţiul interstiţial şi se poate datora:<br />
-creşterii presiunii hidrostatice în capilare<br />
-scăderii presiunii coloidosmotice a plasmei<br />
-creşterii permeabilităţii capilare<br />
-obstrucţiei sau distrugerii limfaticelor.<br />
Necesarul de apă al unui adult este de 30-40 ml/kg în 24 ore.<br />
Setea este senzaţia subiectivă care impune consumul de apă. In producerea ei sunt implicaţi centri<br />
setei situaţi în hipotalamus care primesc informaţii de la diferiţi receptori privind starea de hidratare a<br />
organismului. Echilibrul hidroelectrolitic este menţinut prin intervenţia a numeroşi hormoni (antidiuretic,<br />
natriuretic, sistemul renină-angiotensină-aldosteron).<br />
Apa este principala componentă a materiei vii, atât cantitativ cât şi prin proprietăţile<br />
sale.<br />
Ca solvent apa are un rol fundamental în reacţiile biochimice, un mare număr de substanţe<br />
fiind solubile în apă direct, prin emulsificare sau prin combinarea cu substanţe hidrofilice.<br />
Având o căldură specifică şi latentă mari apa poate acumula o însemnată cantitate de<br />
căldură care se poate pierde apoi prin evaporare contribuind la menţinerea temperaturii<br />
corporale.<br />
Corpul unui bărbat adult conţine cam 60% apă, la femei conţinutul fiind de doar 50% din<br />
cauza existenţei unei cantităţi mai mari de grăsime săracă în apă. La nou născut conţinutul de<br />
apă poate atinge 80-85%. Există deci variaţii importante legate de vârstă şi sex (Tabel I).
14<br />
Conţinutul în apă al diferitelor organe este variabil, cel mai ridicat procentaj avându-l<br />
ţesuturile active (muşchi, plămâni, creier) iar cel mai sărac ţesuturile osos şi grăsos. Dacă<br />
considerăm “masa slabă” adică greutatea corporală fără grăsime, conţinutul în apă atinge<br />
73%.<br />
1.2.1.Compartimentele lichidiene. Cantitatea de 60% apă este distribuită în<br />
organism în 2 compartimente principale:<br />
-intracelular (40%)<br />
-extracelular(20%)<br />
Compartimentul extracelular formează mediul intern şi este format din plasmă (5%), limfă,<br />
lichid interstiţial (12-15%), lichid transcelular (1-3%) (FIG 1.8.).<br />
Lichidul interstiţial aflat în afara celulelor este un ultrafiltrat plasmatic sărac în proteine<br />
organizat sub forma unui gel în interiorul acestuia existând fibre de colagen, filamente de proteoglicani<br />
şi vezicule ce conţin lichid liber. În cursul edemului proporţia acestor vezicule pline cu lichid creşte<br />
semnificativ. Între gel şi vezicule are loc un permanent schimb de substanţe (apă, electroliţi, nutrimente,<br />
O 2<br />
, CO 2<br />
) prin mecanisme de difuziune. Presiunea subatmosferică a lichidului interstiţial<br />
contribuie la menţinerea coeziunii unor ţesuturi. Organizarea complexă a lichidului interstiţial este<br />
importantă deoarece nu permite deplasarea lichidelor spre părţile declive ale corpului.<br />
Lichidul transcelular, aflat în cantităţi mai mari sau mai mici, este conţinut în tubii renali,<br />
intestin, lichidul cefalo-rahidian, lichidul intraocular, cavităţile pleurală şi peritoneală. Acumularea<br />
de cantităţi semnificative de lichid în unele din aceste teritorii este posibilă în situaţii<br />
patologice (peritonite, pleurezii).<br />
Aprecierea volumului total al apei, ca şi al celui din diferitele compartimente se poate face<br />
prin metode de diluţie folosind substanţe ca apa grea, oxidul de tritiu pentru apa totală, inulina,<br />
manitol pentru volumul extracelular, coloranţi, izotopi radioactivi pentru volumul plasmatic.<br />
1.2.2.Forţele care guvernează distribuţia apei. Apa se poate mişca liber între diferitele<br />
compartimente lichidiene care sunt separate prin membrane semipermeabile. Forţele implicate<br />
în mişcarea apei sunt reprezentate de presiunea hidrostatică (ce acţionează mai ales la<br />
nivelul vaselor) şi cea osmotică.<br />
Presiunea osmotică este definită ca excesul de presiune ce trebuie aplicat unei soluţii<br />
separată de solventul său printr-o membrană semipermeabilă pentru a împiedica trecerea<br />
acesteia în soluţie (FIG 1.9.).<br />
Deoarece presiunea osmotică depinde de numărul de particule existente în soluţie substanţele<br />
ionizabile care au un număr de particule mai mare decât numărul de mole-cule dezvoltă la<br />
concentraţii egale o presiune osmotică mai mare decât cele neionizabile.<br />
Presiunea osmotică a unei soluţii ce conţine 1 mol de substanţă neionizabilă în 1 L apă<br />
este de 22.4 atm la 0 o C şi 25.5 atm la temperatura corpului (38 o C).<br />
Se numeşte osmol (Osm) cantitatea de substanţă în grame care la 0 o C produce o presiune<br />
de 22.4 atm. Având în vedere că în organism concentraţiile substanţelor se exprimă în mmol<br />
folosim pentru presiunea osmotică mOsm.<br />
De menţionat că se folosesc 2 termeni pentru a exprima cam acelaşi lucru: osmolaritatea<br />
care se referă la numărul de particule osmotic active la L de soluţie şi osmolalitatea care se<br />
referă la numărul de particule la L de solvent.<br />
Lichidele din organism nu formează soluţii ideale deoarece numărul de particule libere<br />
care exercită efecte osmotice este mai mic din cauza existenţei interacţiunii dintre ioni şi a<br />
formelor legate care nu formează soluţii.<br />
TABEL I. Apa totală în % din greutatea corporală în funcţie de vârstă şi sex
15<br />
1.2.3. Schimburile dintre fluidul extra şi intracelular.<br />
Aceste schimburi au loc prin membranele celulare<br />
semipermeabile. Cu toată compoziţia ionică diferită a<br />
fluidelor intra şi extracelular presiunea lor osmotică<br />
nu diferă prea mult. Se numeşte soluţie fiziologică sau<br />
izotonică o soluţie care are aceeaşi presiune osmotică<br />
cu a lichidelor din organism, în jur de 300 mOsm/L. corespunzând<br />
unui punct crioscopic de –0 o .56 C.<br />
La temperatura corpului se realizează o presiune<br />
osmotică aprox de 5500 mmHg sau 7.6 atm.<br />
Deoarece în organism principalul ion cu acţiune<br />
osmotică este Na + putem realiza soluţii izotonice folosind<br />
9 g ClNa/L.<br />
O soluţie cu o presiune osmotică mai mare se<br />
numeşte hipertonă, iar o soluţie cu o presiune mai<br />
mică-hipotonă. Suspendate în soluţii hipertone celulele<br />
vor pierde apă, în timp ce în soluţii hipotone vor câştiga<br />
apă, starea de hidratare a acestora depinzând deci de<br />
variaţiile presiunii osmotice.<br />
Presiunea osmotică ce guvernează repartizarea<br />
apei în organism nu reprezintă o forţă prin care moleculele<br />
de apă tind să scape din interiorul corpului, ele<br />
fiind de fapt atrase unele de altele anihilând forţa de scăpare. Astfel, deşi de o parte şi de alta<br />
acţionează forţe uriaşe de câteva atmosfere, diferenţa dintre ele este mică aceasta fiind cauza<br />
difuziunii nete a moleculelor de apă într-o anumită direcţie.<br />
1.2.4.Schimburile dintre plasmă şi fluidul interstiţial au loc prin intermediul pereţilor vaselor<br />
capilare alcătuiţi dintr-o membrană care spre deosebire de cea celulară este mai permeabilă<br />
pentru majoritatea ionilor şi a moleculelor mici, dar relativ impermeabilă pentru proteine.<br />
Datorită acestui fapt în comparaţie cu presiunea hidrostatică, cea osmotică are o importanţă<br />
relativ redusă în aceste schimburi, exceptând presiunea osmotică realizată de proteinele plasmatice<br />
numită presiune coloidosmotică sau oncotică.<br />
Starling în 1896 interpretează schimburile de lichide dintre plasmă şi fluidul<br />
interstiţial ca o interrelaţie între presiunile hidrostatică şi oncotică la capetele<br />
arterial şi venos ale capilarelor (FIG 1.10).<br />
Există însă o mare variabilitate a acestor presiuni în capilarele din unele regiuni sau chiar<br />
la acelaşi vas în diferite condiţii. Proteinele care scapă prin peretele capilar ar putea duce la<br />
modificarea presiunii coloidosmotice tisulare dacă nu ar fi reintroduse în circuitul sanguin prin<br />
intermediul limfaticelor.<br />
FIG. 1.9. Presiunea osmotică este dată de<br />
numărul particulelor aflate aflate într-o soluţie<br />
separată de solvent printr-o membrană<br />
semipermeabilă care nu permite particulelor<br />
să treacă în compartimentul solventului
16<br />
FIG. 1.10. Schimbul de lichide la nivelul capilarelor<br />
conform ipotezei lui Starling. Apa trece în spaţiul<br />
interstiţial la capătul arterial al capilarului şi se reîntoarce<br />
la capătul venos ca urmare a interrelaţiei dintre<br />
presiunile hidrostatică şi coloidosmotică Lichidul<br />
care nu este reabsorbit la capătul venos al capilarului<br />
este reintrodus în circulaţie prin intermediul vaselor<br />
limfatice<br />
Tulburările locale ale acestor mecanisme<br />
de schimb pot duce la acumularea de lichid în<br />
spaţiul interstiţial respectiv cu apariţia edemului.<br />
Astfel de tulburări sunt cauzate de:<br />
-creşterea presiunii hidrostatice<br />
-scăderea presiunii coloidosmotice<br />
-creşterea permeabilităţii capilare<br />
-obstrucţia sau distrugerea limfaticelor<br />
Edemele pot avea drept cauză şi tulburări<br />
generale în eliminarea apei şi electro-liţilor sau în<br />
tulburările hemodinamice ce însoţesc afecţiunile<br />
renale sau cardiace.<br />
O menţiune specială trebuie făcută<br />
p e n t r u e d e m u l p u l m o n a r c a u z a t d e<br />
creşterea presiunii hidrostatice din capilarele pulmonare cu trecerea de lichid în spaţiul<br />
alveolar ceea ce afectează serios oxigenarea sângelui punând în pericol viaţa. Creşterea<br />
presiunii trebuie să fie însă importantă pentru a o depăşi pe cea coloidosmotică<br />
(25 mmHg), presiunea hidrostatică normală în capilarele pulmonare fiind de doar<br />
7 mmHg faţă de cei 30 mmHg din celelalte capilare.<br />
1.2.5.Aportul şi eliminarea apei. In mod normal organismul elimină mari cantităţi de apă în<br />
funcţie de activitatea depusă, alimentaţie sau factori climatici, echilibrul fiind menţinut doar<br />
în cazul unui aport corespunzător.<br />
Necesarul de apă al unui adult este de aprox 30-40 ml/kg în 24 de ore, în timp ce la copii<br />
el este de 3-4 ori mai mare. Pierderea unei cantităţi de apă ce depăşeşte 15% din greutatea<br />
corporală poate produce moartea, pericolul deshidratării fiind mai mare la copii şi bătrâni care<br />
nu-şi pot lua singuri apa necesară (TABEL II).<br />
Senzaţia subiectivă care activează dorinţa de a ingera apă este setea. Mecanismul producerii<br />
acesteia este complex la apariţia sa contribuind uscarea mucoaselor cavităţii bucale şi a faringelui,<br />
creşterea concentraţiei electroliţilor din lichidul extracelular, deshidratarea celulară.<br />
Senzaţia de sete apare astfel în urma unui aport redus de apă, a administrării de soluţii<br />
hipertonice, ingerarea de alcool, în hemoragii.<br />
La om aportul de lichide nu este legat numai de senzaţia de sete, ci şi de o serie dee factori<br />
emoţionali, de mediu, sociali sau culturali. In general omul care are la dispoziţie apă din belşug<br />
bea mai mult decât ar avea nevoie pentru menţinerea echilibrului său hidric. Ingerarea de apă<br />
sau distensia gastrică reduce imediat senzaţia de sete deşi echilibrul nu s-a restabilit. Faptul<br />
este explicat prin necesitatea opririi ingerării unei cantităţi prea mari de apă odată.<br />
Reglarea aportului şi a eliminării de apă se realizează prin mecanisme neuro-umorale în<br />
care intervin osmoreceptorii periferici sau centrali alături de receptorii de distensie cardiovasculari.<br />
Informaţiile sunt prelucrate de către centri nervoşi ai setei situaţi în hipotalamusul<br />
antero-lateral. Numeroşi hormoni (antidiuretic, atrial natriuretic, sistemul renină-angiotensinăaldosteron)<br />
care au mecanisme proprii de control intervin de asemenea în reglarea echilibrului<br />
hidroelectrolitic. Substanţele colinergice, dopamina sau PGE induc senzaţia de sete.<br />
1.3.Sângele
17<br />
Sângele are mai multe funcţii: respiratorie, nutritivă, excretorie, menţinerea echilibrului hidroelectrolitic<br />
şi acido-bazic, conexiunea organelor pe cale umorală, apărarea organismului având rol şi în<br />
termoreglare şi hemostază.<br />
pH sângelui este alcalin (7.38) se menţine prin funcţiile respiratorie, renală, hepatică, digestivă<br />
sângele intervenind prin sistemele tampon.<br />
Principalele sisteme tampon ale sângelui HCO 3<br />
Na/HCO 3<br />
, HPO 4<br />
Na 2<br />
/H 2<br />
PO 4<br />
Na, sistemele proteice<br />
plasmatice şi eritrocitar (hemoglobina).<br />
Cel mai important sistem tampon este sistemul HCO 3<br />
Na/HCO 3<br />
H (bicarbonat standard) ce totalizează<br />
22-27 mEq/L<br />
Acidozele şi alcalozele sunt devieri de la echilibrul acido-bazic ce pot fi produse prin tulburări<br />
respiratorii sau metabolice.<br />
1.3.1.Funcţiile sângelui. Sângele este considerat un ţesut lichid care asigură celulelor organismului<br />
materialele necesare activităţii lor normale, concomitent cu eliminarea produşilor<br />
de metabolism proveniţi din această activitate.<br />
Sângele participă la realizarea mai multor funcţii:<br />
-funcţia respiratorie (transportul O 2<br />
şi CO 2<br />
)<br />
-funcţia nutritivă (transportul glucidelor, aminoacizilor, grăsimilor)<br />
-funcţia excretorie (transportul produşilor de catabolism)<br />
-menţinerea echilibrului hidroelectrolitic şi al pH<br />
-conexiunea pe cale umorală a diferitelor ţesuturi şi organe<br />
-funcţia de apărare prin anticorpi şi mecanismele imunologice celulare<br />
-funcţia hemostatică<br />
-participă la termoreglare<br />
1.3.2.Proprietăţile sângelui.<br />
Culoarea roşie a sângelui se datoreşte hemoglobinei din hematii. Sângele oxigenat are<br />
o culoare roşie vie dată de oxihemglobină, în timp ce sângele venos ce conţine hemoglobină<br />
redusă are o culoare roşie violacee.<br />
Densitatea în jur de 1055 şi vâscozitatea în jur de 4.5 sunt ceva mai mari la bărbaţi din<br />
cauza unui număr mai mare de eritrocite. O vâscozitate normală este un element important<br />
pentru circulaţia sângelui, inima funcţionând optimal numai când vâscozitatea este menţinută<br />
în limite normale.<br />
1.3.3.Rolul sângelui în menţinerea echilibrului acido-bazic. Noţiunea de pH introdusă în<br />
1909 de Sorensen defineşte potenţialul ionilor de hidrogen ca logaritmul cu semn schimbat<br />
al concentraţiei acestora.<br />
O soluţie neutră are pH de 7 având în vedere că un litru de apă conţine 10 -7 ioni grame de hidrogen<br />
şi tot atâţia ioni grame de OH. pH sângelui este uşor alcalin 7.38 (7.35-7.40) ceea ce corespunde<br />
la o concentraţie de 41.7 nmol/L H + . Sângele arterial este mai alcalin în timp ce sângele venos este<br />
mai acid din cauza metaboliţilor acizi, limitele compatibile cu viaţa fiind 7.8-6.8. Faţă de aceste<br />
valori pH altor lichide biologice variază destul de mult: sucul gastric 1.5-3.0, sucul pancreatic 7.8-8.0,<br />
saliva 6.4-7.0, urina 5.0-8.0, în timp ce pH din interiorul celulelor este în jur de 7.0.<br />
Există variaţii fiziologice ale pH legate de vârstă (mai alcalin la copii, mai acid la bătrâni),<br />
TABEL II. Aportul şi pierderile de apă din organism (ml)
18<br />
ritmul nictemeral (mai acid noaptea datorită încetinirii respiraţiei), perioadele digestive, efortul<br />
muscular care se însoţeşte de acumulare de metaboliţi acizi.<br />
Menţinerea constantă a pH se realizează în organism prin mecanisme complexe la care<br />
participă plămânii prin eliminarea CO 2<br />
, rinichii prin eliminarea metaboliţilor nevolatili, ficatul<br />
prin neutralizarea unor substanţe acide sau bazice, pielea prin eliminarea substanţelor acide<br />
prin transpiraţie, tubul digestiv prin eliminarea secreţiilor acide sau alcaline, sistemul circulator<br />
care uniformizează concentraţia substanţelor şi le transportă spre diferite organe pentru a fi<br />
eliminate sau neutralizate.<br />
Sângele participă la menţinerea echilibrului acido-bazic prin intervenţia sistemelor<br />
tampon. Un sistem tampon ideal este constituit dintr-un amestec de soluţii acide şi bazice în<br />
cantităţi egale care să poată reacţiona în cazul adăugării unui acid sau a unei baze fără ca pH<br />
să se modifice.<br />
Principalele sisteme tampon din sânge sunt : HCO 3<br />
Na/H 2<br />
CO 3<br />
, HPO 4<br />
Na 2<br />
/H 2<br />
PO 4<br />
Na şi sistemele<br />
proteice amfotere din plasmă şi hematii (hemoglobina). Acţiunea sistemelor tampon din<br />
sânge este completată de cea a sistemelor tampon tisulare.<br />
Principalul sistem tampon este reprezentat de HCO 3<br />
Na/H 2<br />
CO 3<br />
nu numai din cauză că este<br />
în cantitatea cea mai mare, ci şi din cauza rapidităţii cu care acidul carbonic generează CO 2<br />
care<br />
se elimină cu uşurinţă prin plămâni.<br />
Concentraţia bicarbonatului din plasma total oxigenată la pCO 2<br />
de 40 mmHg şi la temperatura<br />
corpului este de 22-26 mEq/L şi reprezintă bicarbonatul standard. Modificările acestuia<br />
indică modificările componentei metabolice deoarece contribuţia componentei respiratorii a<br />
fost eliminată prin menţinerea fixă a pCO 2<br />
la 40 mmHg.<br />
Valoarea tampon totală a bazelor cuprinde şi alţi componenţi având valoarea de 48 mEq/L<br />
la un pH de 7.4.<br />
Excesul de baze este definit drept cantitatea de acid sau bază care readuce 1 L de sânge<br />
la un echilibru acido-bazic normal la pCO 2<br />
de 40 mmHg şi constituie tot un indicator al componentei<br />
metabolice a sistemelor tampon.<br />
Măsurarea stării echilibrului acido-bazic sanguin se poate face prin tehnica descrisă de<br />
Astrup (1960) care se bazează pe observaţia că valorile de echilibru ale CO 2<br />
în sânge variază<br />
liniar cu pH. (FIG 1.11)<br />
Devierile patologice ale echilibrului acido-bazic au fost definite acidoze şi alcaloze ele<br />
fiind cauzate de prezenţa unor afecţiuni pulmonare, renale, gastro-intestinale sau metabolice<br />
(diabet zaharat). Acidozele şi alcalozele pot avea mecanisme de producere respiratorii care<br />
implică eliminarea CO 2<br />
sau metabolice care implică eliminarea substanţelor nevolatile.<br />
Compensarea devierilor poate fi totală când modificările compensatorii sunt suficiente<br />
pentru a readuce pH la valorile normale sau parţială când aceste modificări nu reuşesc să<br />
readucă pH la normal. Epuizarea componentelor compensatorii caracterizează stările decompensate.<br />
Acidoza respiratorie are drept cauză hipoventilaţia alveolară din cauza unor afecţiuni care<br />
împiedică funcţia ventilatorie (bronşite, emfizem, fibroze pulmonare, paralizii respiratorii) şi<br />
se caracterizează prin creşterea pCO 2<br />
alveolar şi arterial concomitent cu creşterea acidului<br />
carbonic şi a bicarbonatului plasmatic.<br />
Alcaloza respiratorie se datoreşte unei hiperventilaţii alveolare voluntare sau datorită unei<br />
stimulări crescute a centrilor respiratori (boli ale sistemului nervos, intoxicaţii cu salicilaţi) şi<br />
se caracterizează prin scăderea pCO 2<br />
alveolar şi arterial însoţită de scăderea bicarbonatului<br />
plasmatic.<br />
Acidoza metabolică se caracterizează printr-un exces de metaboliţi acizi nevolatili ce pot<br />
apare în diabet (acumulare de corpi cetonici), hipoxia severă (acumulare de acid lactic), inaniţie,<br />
afecţiuni renale sau pierderea de bicarbonaţi ca în diaree, fistule intestinale, biliare.<br />
Alcaloza metabolică poate rezulta fie în urma ingestiei crescute de bicarbonat de Na sau<br />
a altor săruri de Na (citrat, lactat), fie în urma pierderii de ioni de H ca în vomismentele repetate<br />
şi se caracterizează prin creşterea bicarbonatului plasmatic (TABEL III).<br />
Aceste devieri pot fi simple sau mixte când intervin mai multe cauze ceea ce îngreunează<br />
interpretarea lor. Astfel o acidoză respiratorie produsă de emfizemul pulmonar se poate asocia<br />
cu o acidoză metabolică datorită diabetului sau cu o alcaloză metabolică apărută în urma
administrării unor doze mari de corticoizi pentru tratamentul unei crize astmatice<br />
Compensarea iniţială cu ajutorul sistemelor tampon este continuată mai ales prin<br />
intervenţia rinichilor care au posibilitatea de elimina sau reţine H + şi HCO 3<br />
-<br />
şi mai puţin prin<br />
eliminarea CO 2<br />
la nivelul plămânilor.<br />
19<br />
1.3.4.Volemia<br />
Volemia sau volumul sanguin total are o valoare de 5-6 L ce reprezinta cam 7.7% din greutatea<br />
corpului (76 ml/kg sau 2.6 L/m 2 suprafaţă corporală). Prezintă variaţii cu sexul, mărimea corporală, antrenamentul<br />
fizic, altitudinea)<br />
Hematocritul reprezintă procentul ocupat de elementele celulare din sânge şi are o valoare în jur<br />
de 45.<br />
Reglarea volemiei se face prin intervenţia sistemului cardio-vascular şi renal care sunt implicate în<br />
menţinerea circulaţiei şi a echilibrului hidroelectrolitic. Mecanismele reflexe sunt completate de intervenţia<br />
hormonilor antidiuretic, natriuretic şi a sistemului renină-angiotensină-aldosteron.<br />
Menţinerea volumului total al sângelui sau a volemiei în limite constante este o condiţie<br />
esenţială pentru buna funcţionare a sistemului cardiocirculator. Acest volum se distribuie în<br />
mod inegal în diferitele teritorii vasculare, mai mult de jumătate fiind cuprins în sectorul venos<br />
care are un adevărat rol de rezervor (FIG 1.12.).<br />
Faţă de volumul circulant total din care o parte stagnează există un volum circulant efectiv<br />
care participă la circulaţie într-un anumit moment. Din acesta o importanţă deosebită îl are<br />
volumul sanguin central cuprins în vasele mari şi inimă unde se află numeroşi receptori implicaţi<br />
FIG 1.11. Interrelaţia liniară dintre pCO 2<br />
şi pH construită pe baza a 2 probe de sânge echilibrate la pCO 2<br />
de<br />
70 mmHg (A), respectiv 30 mmHg (B). Proba a 3-a având un pH măsurat de 7.18 corespunde unei valori a<br />
pCO 2<br />
de 20 mmHg (C). Peste această linie de interrelaţie se pot suprapune curbele corespunzând valorii<br />
tampon a bazelor şi a celei a excesului de baze. Punctul de intersecţie E arată o valoare tampon de 26<br />
mEq/L, iar punctul D arată un deficit de baze de 20 mEq/L ( exces de baze de –20 mEq/L ceea ce corespunde<br />
unei valori de tamponare de 46 mEq/L. Acestei valori îi corespunde o cantitate de hemoglobină<br />
de 10 g/100 ml. Conform graficului la pCO 2<br />
de 40 mmHg, pH are o valoare de 7.03 iar bicarbonatul<br />
în mecanismele adaptative cardiocirculatorii declanşate de variaţiile volemiei.<br />
Sângele este o suspensie de elemente celulare (eritrocite, leucocite şi trombocite) într-o<br />
soluţie apoasă ce conţine numeroase substanţe organice şi anorganice numită plasmă.<br />
Separarea acestor componente se poate face prin centrifugare după tratarea sângelui cu un<br />
anticoagulant.
20<br />
1.3.4.1.Hematocritul. Procentul elementelor figurate constituie hematocritul care are o<br />
valoare de aproximativ 45. Deoarece acesta depinde în mare măsură de viteza şi timpul de<br />
centrifugare se utilizează centrifuge special construite în acest scop care realizează acceleraţii<br />
standard.<br />
Chiar în aceste condiţii o parte din plasmă rămâne între hematii care neavând o formă<br />
geometrică perfectă nu se pot aşeza unele peste altele ca nişte cărămizi. Cantitatea de plasmă<br />
care rămâne între hematii în condiţii standard de centrifugare s-a măsurat a fi de 4% şi este<br />
denumită “trapped plasma”, factorul de corecţie fiind deci 0.96.<br />
Hematocritul diferă în funcţie de teritoriile vasculare deoarece o parte din apă părăseşte<br />
interiorul vaselor trecând în ţesuturi sau limfatice. Hematocritul organismului (Ho) este deci<br />
diferit de hematocritul venos (Hv) teritoriul de unde noi recoltăm deobicei sângele. Raportul<br />
dintre Ho şi Hv se numeşte factor celular şi are o valoare normală de 0.91 ce poate varia însă<br />
în unele condiţii fiziologice (vârstă, graviditate) sau patologice (insuficienţa cardiacă).<br />
In realitate în organism hematocritul poate fi definit ca proporţia eritrocitelor într-un volum<br />
de sânge circulant care trece printr-un anumit punct al unui vas în unitatea de timp.<br />
In cazul utilizării sângelui venos pentru a obţine o valoare corectă a hematocritului întregului<br />
organism (Ho) trebuie să avem în vedere factorii de corecţie amintiţi:<br />
Ho = Hv x 0.96 x 0.91<br />
TABEL III. Modificările plasmatice în devierile echilibrului acido-bazic<br />
Măsurarea volemiei se poate face prin metode de diluţie folosind indicatori sau trasori<br />
care pot fi coloranţi ce se amestecă cu plasma sau substanţe radioactive Fe 59 , Cr 51 , P 32 , I 131 care<br />
se fixează mai ales pe eritrocite. Obţinem astfel date fie despre volumul plasmatic, fie despre<br />
volumul celular pentru calcularea volemiei fiind necesară utilizarea hematocritului.<br />
1.3.4.2. Variaţiile volemiei. La un individ normal volumul sanguin total este de 5-6 L şi<br />
reprezintă în jur de 7.7% din greutatea corporală. Aceasta corespunde la 76 ml/kg sau 2.6 L/<br />
m 2 suprafaţă corporală. Volumul plasmatic totalizează 55% din volumul sanguin sau 5% din<br />
greutate iar volumul celular 45% sau 2.7%.<br />
Variaţiile fiziologice sunt legate de sex (femeile au volumul sanguin mai mic cu 10%),<br />
vârstă (copii au valori mai mari), gabarit, antrenamentul fizic, altitudine (valori crescute la<br />
cei care trăiesc la altitudini mari din cauza creşterii numărului de eritrocite datorită hipoxiei),<br />
temperatură (valori crescute la temperaturi ridicate prin trecerea apei din ţesuturi în sânge),<br />
graviditate (valori mai mari prin retenţia apei). Scăderea volemiei se produce la frig sau la cei<br />
care au stat mult în ortostatism datorită trecerii apei în ţesuturi, în cazul unui aport lichidian<br />
redus sau în urma unor transpiraţii abundente. In majoritatea cazurilor variaţiile volemiei sunt<br />
produse prin modificarea volumului plasmatic şi doar rareori prin a celui celular (aşa cum este<br />
cazul la cei care trăiesc la altitudine).<br />
Variaţiile patologice apar în diferite boli cum ar fi insuficienţa cardiacă congestivă,<br />
afecţiuni pulmonare cronice sau cardiovasculare congenitale, în anemii, arsuri, deshidratări,<br />
policitemii.<br />
Modificările pot interesa volumul sanguin total sau numai una din componentele acestuia.<br />
Pierderea de sânge poate fi compensată rapid prin reajustarea capacităţii patului vascular<br />
şi redistribuţia sângelui spre organele vitale în dauna altor teritorii cum ar fi pielea, mucoasele,<br />
teritoriul splanchnic. Presiunea arterială scade iar lichidele trec din lichidul interstiţial în vase.
In continuare intervin mecanisme mai lente care cuprind refacerea lichidului plasmatic, a<br />
concentraţiei sale proteice şi în ultimul rând refacerea numărului de eritrocite.<br />
Pierderea rapidă a peste 30% din volumul sanguin total nu poate fi compensată şi se produce<br />
moartea. Dacă pierderea este lentă ea poate fi compensată, toleranţa la sângerare putând<br />
atinge 50% din volumul sanguin total.<br />
1.3.4.3.Reglarea volemiei este un<br />
proces complex în care intervin mai<br />
mulţi factori: aportul şi eliminarea de<br />
lichide şi electroliţi, debitul cardiac,<br />
presiunea arterială, eritropoieza, sinteza<br />
proteinelor plasmatice fiecare dintre<br />
aceştia având mecanisme proprii de<br />
reglare.<br />
In eliminarea apei şi electroliţilor<br />
de care depinde volumul de lichide<br />
din organism şi implicit volemia rolul<br />
cel mai important îl are rinichiul.<br />
Modificările volemiei la rândul lor<br />
influenţează debitul cardiac şi presiunea<br />
arterială.<br />
Astfel, odată cu creşterea volemiei<br />
cresc debitul cardiac şi presiunea<br />
aterială ceea ce are drept urmare<br />
FIG.1.12. Distribuţia sângelui în diferitele teritorii ale<br />
arborelui vascular<br />
21<br />
vasodilataţia reflexă a arteriolelor<br />
datorită reducerii stimulării simpatice.<br />
Creşte presiunea hidrostatică în capilare<br />
şi este favorizată trecerea apei în<br />
spaţiul interstiţial. Schimburile lichidiene între plasmă şi ţesuturi prin intermediul lichidului<br />
interstiţial constituie baza mecanismelor rapide de compensare prin care se asigură transferul<br />
lichidian între compartimente în funcţie de necesităţi<br />
Creşterea afluxului sanguin spre arteriolele aferente ale glomerulului renal creşte presiunea<br />
de filtrare şi deci cantitatea apei eliminată prin urină<br />
Distensia pereţilor marilor vene şi ai atriilor excită receptorii de întindere aflaţi aici<br />
urmată de secreţia factorului atrial natriuretic care duce la creşterea eliminării renale de sodiu<br />
însoţită de creşterea diurezei. In plus, excitarea prin distensie a receptorilor din zonele aortică<br />
şi carotidiană reduce secreţia hormonilor antidiuretic şi aldosteron favorizând diureza prin<br />
reducerea reabsorbţiei tubulare a apei şi a sodiului (FIG 1.13.).<br />
Fenomenele se petrec invers în cazurile de hipovolemie.<br />
In adaptarea volemiei la necesităţile organismului un rol deosebit îl are arborele vascular<br />
care se acomodează continuu pe cale reflexă la variaţiile conţinutului reprezentat de cantitatea<br />
de sânge circulant, interrelaţia conţinut-conţinător constituind o condiţie pentru buna<br />
funcţionare a inimii şi vaselor.<br />
1.3.5.Compoziţia plasmei sanguine<br />
Plasma este o soluţie apoasă ce conţine în jur de 10% substanţe solide.<br />
Principalele substanţe anorganice din plasmă (ionograma) sunt reprezentate de Na + , K + , Ca 2+ , Cl - ,<br />
HCO 3-<br />
.<br />
Totalul anionilor şi cationilor aflaţi în cantităţi egale este în jur de 300 mEq/L din care: Na + 143, K + 5,<br />
Ca 2+ 5, Cl - 103, HCO 3<br />
-<br />
27.<br />
Substanţele organice sunt reprezentate de proteinele plasmatice şi substanţele neproteice.<br />
Proteinele totale sunt într-o concentraţie de 6-8 g/100 ml<br />
Sunt reprezentate de albumine şi globuline ce pot fi separate prin electroforeză.
22<br />
Albuminele sunt cele mai numeroase (58%) şi au rol în transportul unor substanţe şi în menţinerea<br />
presiunii coloidosmotice.<br />
Gobulinele sunt de mai multe tipuri α,β,γ şi au rol în transportul substanţelor, în coagulare şi<br />
hemostază, în apărarea organismului (γ globulinele sau imunoglobulinele)<br />
Există mai multe tipuri de imunoglobuline (Ig): IgG, IgA, IgM, IgE<br />
Substanţele neproteice sunt reprezentate de uree, aminoacizi, acid uric, creatinina, bilirubina,<br />
glucide, lipide.<br />
Ureea 20-40 mg/100 ml (3.3-6.6 mmol/L)<br />
Bilirubina 0.2-0.8 mg/100 ml (3.4-13.7 pmol/L)<br />
Hormonii hiperglicemianţi: glucagon, somatotrop, ACTH, glucocorticoizi, catecolamine, tiroidieni<br />
Insulina singurul hormon hipoglicemiant.<br />
Lipidemia totală 700-800 mg/100 ml din care colesterolul reprezintă 100-220 mg/100 ml (2.6-5.7<br />
mmol/L).<br />
Lipidele circulă în plasmă legate de globulinele α şi β sub forma lipoproteinelor.<br />
Acestea se pot clasifica prin electroforeză şi ultracentrifugare (în funcţie de densitate) în :<br />
-chilomicroni<br />
-VLDL legate de β globuline<br />
-LDL legate de β globuline<br />
-HDL legate de α globuline<br />
Creşterea cantităţii de lipide constituie un factor de risc pentru dezvoltarea aterosclerozei.<br />
Plasma sau partea lichidă a sângelui este o soluţie ce conţine cam 90% apă în care se află<br />
dizolvate substanţe solide în cea mai mare parte organice. Compoziţia sa este apropiată de cea<br />
lichidului interstiţial, dar destul de diferită de cea a lichidului celular. (FIG 1.14.)<br />
1.3.5.1.Substanţele anorganice aflate sub formă de anioni şi cationi în proporţie egală<br />
totalizează 1 g % sau în jur de 300 mmol/L (TABEL IV).<br />
Deoarece determinările de laborator sub forma ionogramei se referă mai ales la cationi<br />
(Na + , K + , Ca 2+ ) şi mai puţin la anioni (Cl - , HCO 3-<br />
) între aceste grupe există o diferenţă denumită<br />
“groapa anionică” sau “anion gap” ce are o valoare de aprox 12 mEq/L şi reprezintă concentraţia<br />
celorlalţi anioni (sulfaţi, fosfaţi şi ioni organici reprezentaţi de proteine şi ionii acizilor organici).<br />
Diferenţa se accentuează în acidozele metabolice (diabet, insuficienţa renală, alcoolism) indicând<br />
un exces de H + provenit din alţi acizi decât cel carbonic.<br />
Ionograma este frecvent utilizată în practica clinică datorită importanţei pe care ionii o<br />
FIG.1.13. Factorii care intervin în compensarea<br />
hipervolemiei
au pentru diferite funcţii fiziologice.<br />
Na + şi Cl - au un rol important în determinarea presiunii osmotice.<br />
Ca 2+ ajută la menţinerea excitabilităţii neuro-musculare, participă la contracţia musculară,<br />
în coagularea sângelui, metabolismul osos alături de fosfaţi ca şi la activarea unor sisteme<br />
enzimatice împreună cu Mg 2+ . Scăderea sa, aşa cum se întâmplă în stările de alcaloză respiratorie,<br />
datorită legării sale crescute de proteinele plasmatice în dauna formelor ionizate, duce<br />
la creşterea excitabilităţii neuro-musculare şi apariţia crizelor de tetanie.<br />
HCO 3<br />
-<br />
parte componentă a celui mai important sistem tampon participă la menţinerea<br />
echilibrului acido-bazic al organismului<br />
Fe 2+ şi Cu 2+ intră în componenţa unor sisteme enzimatice participând ca factori adjuvanţi<br />
în eritropoieză. Fe 2+ este un component important al hemoglobinei cu rol în transportul O 2<br />
I - este indispensabil pentru biosinteza hormonilor tiroidieni, lipsa lui ducând la hipofunţia<br />
tiroidei.<br />
SO 4—<br />
participă la eliminarea unor substanţe toxice greu solubile prin procesele de sulfoconjugare<br />
de la nivelul ficatului.<br />
1.3.5.2.Substanţele organice se împart în 2 mari categorii: substanţe azotate şi neazotate,<br />
primele putând a avea origină proteică sau neproteică.<br />
23<br />
substanţe<br />
organice<br />
azotate<br />
neazotate<br />
proteice albumine,globulin<br />
neproteice uree (80%)<br />
(N restant) amoniac,acid uric,creatinină,aminoacizi<br />
(N rezidual)<br />
glucoza<br />
lipide<br />
1.3.5.2.1.Proteinele plasmatice reprezintă cea mai mare parte a substanţelor solide din<br />
plasmă fiind într-o cantitate de 6-8g %. Clasificarea lor iniţială în albumine şi globuline, fiecare<br />
cu mai multe subtipuri s-a făcut prin electroforeză, metodă care se bazează pe proprietatea proteinelor<br />
de a migra spre anod atunci când sunt puse într-un mediu alcalin cu un pH situat deasupra<br />
punctului lor izoelectric. Viteza de migrare diferită a proteinelor în funcţie de încărcarea<br />
electrică permite o separare a lor ţinând însă cont că fiecare vârf de pe curba de electroforeză<br />
reprezintă mai multe proteine cu viteze de migrare asemănătoare (FIG 1.15.).<br />
Există şi metode de separare cum ar fi imunelectroforeza, fracţionarea cromatografică, ultracentrifugarea<br />
sau tehnicile radioimune şi enzimatice care se bazează pe diferitele proprietăţi<br />
ale proteinelor şi care datorită acestui fapt le clasifică în alte tipuri.<br />
Albuminele se formează în ficat, au cea mai importantă încărcătură electrică (pH izoelectric<br />
4.9) şi deci viteza de migrare cea mai mare reprezentând majoritatea proteinelor plasmatice<br />
(58%). Greutatea lor moleculară redusă de 68000 ca şi puternica lor hidrofilie explică de ce<br />
ele realizează peste 3/4 din presiunea coloid-osmotică a plasmei jucând un rol important în<br />
schimburile lichidiene dintre plasmă şi lichidul interstiţial. Albuminele pot transporta acizi graşi<br />
liberi, bilirubina sau unii hormoni ca tiroxina şi cortizolul.<br />
Globulinele sunt de mai multe tipuri (α, β sau γ) au greutatea moleculară cuprinsă între<br />
90000-1300000 şi sunt produse în ficat şi în sistemul limfocitar.<br />
α 1<br />
şi α 2<br />
globulinele au rol de transportor pentru numeroase substanţe: lipide, glucide,<br />
hormoni tiroidieni, corticosuprarenali (transcortina), vitaminele D şi B12 (transcobalamina),<br />
Cu 2+ (ceruloplasmina).<br />
Din acest grup fac parte substanţe ca antitrombina III, protrombina, unii factori ai<br />
coagulării (F VIII, X), componente ale complementului, angiotensinogenul, eritropoietina, α 1<br />
antitripsina.<br />
β 1<br />
şi β 2<br />
globulinele transportă fier (transferina), hem, lipide, glucide din acest grup făcând
24<br />
TABEL IV. Concentraţia principalelor substanţe anorganice din plasmă (mmol/L)<br />
parte şi unii factori ai coagulării (fibrinogen, FV, VII, IX, XI, XII, XIII), plasminogenul, unele componente<br />
ale complementului.<br />
γ 1<br />
şi γ 2<br />
globulinele sau imunoglobulinele constituie suportul anticorpilor cu rol în apărarea<br />
organismului. Pe baza studiilor electroforetice şi imunologice se descriu mai multe clase de<br />
imunoglobuline.<br />
Imunoglobulina G (IgG) este principala imunoglobulină reprezentând 80% din γ globulinele<br />
plasmatice şi are 2 locuri de combinaţie pentru antigene.<br />
Imunoglobulina A (IgA) este localizată la nivelul ţesuturilor secretoare fiind prezentă în<br />
FIG. 1.14. Compoziţia ionică a diverselor compartimente lichidiene<br />
lacrimi, lapte, salivă, secreţiile respiratorii şi intestinale asigurând protecţia contra infecţiilor<br />
a mucoaselor.<br />
Imunoglobulina M (IgM) este cea mai mare dintre imunoglobuline are 10 locuri pentru<br />
fixarea antigenelor. Se sintetizează imediat după expunerea la un antigen, favorizează fagocitoza<br />
şi activarea complementului. Anticorpii naturali împotriva antigenelor celulelor sanguine<br />
(aglutininele α şi β) aparţin clasei M.<br />
Imunoglobulina E (IgE) are un rol important în răspunsurile alergice deoarece se leagă<br />
avid de mastocite care în contact cu antigene specifice eliberează histamină şi leucotriene care<br />
induc vasodilataţie, creşterea permeabilităţii vasculare şi bronhoconstricţie.<br />
Funcţiile biologice ale imunoglobulinei D nu sunt bine clarificate.<br />
Globulinele pot fi clasificate şi după combinaţia lor cu metale, glucide sau lipide.<br />
Lipoproteinele reprezintă combinaţia globulinelor cu lipidele fiecare tip de lipoproteină<br />
având proprietăţi chimice şi roluri fiziologice specifice. Componentele proteice ale lipoproteinelor<br />
se numesc apoproteine existând tipurile A, B, C, D, E, F, G cu mai multe subclase.<br />
Lipoproteinele transportă lipidele de la locul de absorbţie (intestin) sau de sinteză (ficat)<br />
spre locurile de utilizare şi stocare în diferite ţesuturi.<br />
Glicoproteinele conţin hidraţi de carbon într-un procent variabil, aproape toate proteinele<br />
sanguine cu excepţia albuminelor fiind glicoproteine. Ele au rol în transportul diferitelor<br />
substanţe,în mecanismele de apărare (imunoglobuline, complement), în coagulare sau au rol
enzimatic (proteaze, hidrolaze).<br />
Metaloproteinele cuprind globulinele care leagă metale, printre acestea fiind transferina<br />
care transportă fierul, ceruloplasmina care conţine cupru.<br />
Proteinele plasmatice intervin într-o serie de procese fiziologice importante:<br />
-menţinerea presiunii coloid-osmotice realizată mai ales de albumine care au hidrofilia<br />
cea mai accentuată<br />
-transportul diferitelor substanţe (ioni, glucide, lipide, hormoni, produşi de metabolism,<br />
medicamente) realizat mai ales de globuline<br />
-menţinerea pH sanguin în special prin intervenţia albuminelor care pot lega cea mai mare<br />
parte a bazelor din cauza punctului lor izoelectric cel mai îndepărtat de pH plasmei<br />
-funcţia de apărare realizată cu ajutorul unor proteine nespecifice (complement,<br />
properdină, proteina C reactivă) ca şi a celor cu rol specific care constituie anticorpii<br />
-menţinerea stabilităţii suspensiei elementelor figurate prin intervenţia forţelor electrice<br />
ale albuminelor şi globulinelor care sunt responsabile de respingerea reciprocă a eritrocitelor<br />
pe a căror suprafaţă se repartizează<br />
-rolul enzimatic al diferitelor grupuri proteice reprezentate de:<br />
-sistemele proteolitice:<br />
-complementul cuprinde mai multe glicoproteine ce se activează secvenţial după contactul<br />
cu un complex imun dând naştere în final complexului de atac membranar care distruge<br />
celulele<br />
-factorii de coagulare şi fibrinoliză cu rol în hemostază<br />
-kininele plasmatice care intervin în procesele inflamatorii, coagulare sau au acţiune asupra<br />
musculaturii netede vasculare<br />
-inhibitorii proteazelor (α 1<br />
antitripsina, α 2<br />
macroglobulina, antitrombina III, antiplasmina)<br />
Cantităţi foarte mici de proteine-enzime ce se găsesc în plasmă provin de la nivelul ficatului,<br />
al glandelor digestive sau al altor celule din organism modificările acestora fiind caracteristice<br />
unor afecţiuni. Fosfataza alcalină creşte în osteita fibrochistică şi rahitism, fosfataza acidă<br />
creşte în tumori, aldolaza creşte dar colinesteraza scade în afecţiunile hepatice, transaminazele<br />
glutamacetică şi piruvică cresc în afecţiunile hepatice şi infarctul miocardic.<br />
Proteinele plasmatice se formează continuu în special în ficat (cam 15 g zilnic)<br />
din aminoacizii proveniţi din alimente conform unui program propriu codificat<br />
genetic, neexistând depozite proteice.<br />
Modificarea raportului normal dintre diferitele fracţiuni proteice plasmatice însoţită de<br />
variaţii ale proteinemiei totale constituie disproteinemia. Scăderea albuminelor apare în bolile<br />
renale sau hepatice, după hemoragii sau în arsuri. Creşterea globulinelor apare în mielomul<br />
multiplu, iar creşterea fibrinogenului în bolile colagenului.<br />
Plasma sau soluţiile care conţin albumine pot fi utilizate pentru înlocuirea sângelui pierdut,<br />
în timp ce imunoglobulinele sunt folosite pentru a conferi imunitate pasivă în prevenţia<br />
sau tratarea unor boli.<br />
1.3.5.2.2.Substanţele azotate neproteice cuprind ureea, aminoacizi, polipeptide, acid uric,<br />
25<br />
FIG 1.15. Aspectul curbei de<br />
electroforeză.
26<br />
creatina, creatinina, bilirubina şi amoniacul.<br />
Ureea este cel mai important produs final al metabolismului proteic şi principalul compus<br />
azotat neproteic din plasmă (20-40 mg% sau 3.3-6.7 mmol). Ureea scade în insuficienţa<br />
hepatică acută, intoxicaţii şi creşte în nefrite acute, insuficienţa renală. Creşterea cantităţii de<br />
uree însoţită de creşterea altor substanţe toxice duce la instalarea uremiei ce poate evolua<br />
spre o stare comatoasă.<br />
Aminoacizii şi polipeptidele se găsesc în cantităţi mici deoarece sunt rapid preluaţi de<br />
ţesuturi. Ei provin din proteinele alimentare şi tisulare<br />
Creatina şi creatinina provin din metabolismul muscular cantitatea lor crescând în distrofiile<br />
musculare sau insuficienţa renală.<br />
Acidul uric (3-6 mg%) este produsul final al metabolismului nucleoproteinelor nivelul<br />
său fiind crescut în gută o boală metabolică ce se caracterizează prin creşterea producţiei de<br />
nucleotizi purinici, formarea de cristale de uraţi ce se depun în articulaţiile extremităţilor provocând<br />
crize dureroase intense sau în căile urinare sub forma de calculi. Inhibitorii xantinoxidazei<br />
(allopurinol) reduc nivelul de acid uric.<br />
Bilirubina provine din catabolismul hemoglobinei. Se găseşte în plasmă sub formă<br />
glucuronoconjugată, hidrosolubilă sau bilirubina “directă” (0.1-0.2 mg%) şi sub formă legată<br />
de proteine sau bilirubina “indirectă” (0.1-0.6 mg%). Creşterea bilirubinei duce la colorarea<br />
galbenă a tegumentelor şi sclerei cu apariţia icterului. Creşterea se poate datora unor afecţiuni<br />
hemolitice, hepatice sau unor obstrucţii ale căilor biliare.<br />
1.3.5.2.3.Substanţele organice neazotate din plasmă sunt reprezentate de glucide şi<br />
lipide.<br />
1.3.5.2.3.1.Glucidele, având ca principal reprezentant glucoza, se găsesc în plasmă fie<br />
libere fie legate de globuline. Valorile normale ale glicemiei sunt de 80-100 mg% sau 4.4-5.5<br />
mmol/L.<br />
Mecanismul neuroumoral de menţinere a nivelului glicemiei este unul dintre cele mai fine<br />
mecanisme homeostatice în care este implicat ficatul împreună cu numeroşi hormoni cu acţiune<br />
hiperglicemiantă (glucagon, somatotrop, ACTH, glucocorticoizi, catecolamine, tiroidieni) şi un<br />
singur hormon hipoglicemiant reprezentat de insulină.<br />
Glucidele provin din alimente ca şi în urma proceselor de glicogenoliză şi neoglucogeneză<br />
(din aminoacizi, acid lactic şi gliceride). Ficatul este un important producător de glucoză atunci<br />
când nivelul glicemiei este normal, el începând depozitarea ei odată cu creşterea acestui<br />
nivel.<br />
Hiperglicemia se întâlneşte în cursul emoţiilor, în urma unei alimentaţii bogate în dulciuri<br />
sau în diabetul zaharat provocat de lipsa insulinei. Hipoglicemia se întâlneşte în perioadele<br />
interdigestive, în lipsa alimentaţiei sau în unele afecţiuni hepatice sau hiperinsulinism.<br />
Diabetul zaharat, boală metabolică de cele mai multe ori de cauză genetică, se<br />
caracterizează prin creşterea marcată a glicemiei datorită lipsei sau scăderii insulinei şi are un<br />
răsunet general la nivelul organismului. Alături de obezitate, diabetul este un important factor<br />
de risc pentru dezvoltarea bolilor cardiovasculare, aceasta cu atât mai mult cu cât ar exista<br />
peste 100 milioane de diabetici în lume dintre care numai jumătate sunt cunoscuţi.<br />
1.3.5.2.3.2.Lipidele plasmatice sunt reprezentate de trigliceride, fosfolipide, colesterol şi<br />
acizi graşi care totalizează 700-800 mg%( TABEL V).<br />
In aprecierea valorilor lipidelor plasmatice trebuie să se ţină însă cont de vârstă, sex, zona<br />
geografică, alimentaţie. Ca un indicator orientativ al situaţie lipidelor plasmatice este folosit<br />
frecvent colesterolul total a cărui creştere este considerată ca un important factor de risc pentru<br />
dezvoltarea aterosclerozei şi a complicaţiilor cardiovasculare. Cele mai multe lipide se găsesc<br />
legate de globuline cunoscute sub denumirea de apoproteine împreună cu care migrează<br />
electroforetic constituind lipoproteinele. Datorită mărimii moleculare şi a densităţii diferite<br />
s-au putut obţine prin ultracentrifugare mai multe clase de lipoproteine:<br />
-chilomicronii cu densitatea cea mai mică, nu migrează electroforetic şi vehiculează trigliceridele<br />
alimentare provenite de la nivel intestinal, ei crescând după mese.<br />
-LP cu densitate foarte joasă (VLDL) care migrează cu pre β globulinele sunt produse în<br />
ficat conţin trigliceride derivate din acizii graşi circulanţi sau cei proveniţi din glucide.
-LP cu densitate joasă (LDL) care migrează cu b globulinele transportă 70% din colesterol<br />
pe care-l descarcă în ţesuturi, creşterea lor favorizând dezvoltarea ateroamelor<br />
-LP cu densitate mare (HDL) care migrează cu a globulinele transportă colesterolul tisular,<br />
mai ales cel din pereţii arteriali, spre ficat de unde va fi excretat prin bilă. Creşterea HDL, creştere<br />
ce se poate observa în urma efortului fizic, reduce frecvenţa afecţiunilor coronare.<br />
Este cunoscut rolul important al modificărilor lipidelor plasmatice în apariţia aterosclerozei<br />
şi a complicaţiilor acesteia - afecţiunile coronare, cele vasculare cerebrale sau periferice.<br />
Hiperlipoproteinemiile pot fi primare datorite unor defecte ereditare sau cel mai frecvent<br />
secundare unor afecţiuni ca diabetul, sindromul nefrotic, hipotiroidismul, alcoolismul sau ca<br />
urmare a unor abuzuri alimentare de grăsimi şi dulciuri. Ele pot fi clasificate în mai multe tipuri<br />
în funcţie de raportul dintre trigliceride, colesterol, VLDL, LDL şi HDL.<br />
27<br />
1.3.6.Elementele figurate ale sângelui<br />
Elementele figurate sunt reprezentate de eritrocite, leucocite şi trombocite.<br />
Hematopoieza este procesul de formare al elementelor figurate pornind de la o celulă tulpină<br />
omnipotentă ce va da naştere celulelor tulpină orientate spre cele 3 linii celulare.<br />
Eritropoieza este procesul de formare a eritrocitelor ce are loc la adult în măduva hematogenă de<br />
la nivelul oaselor scurte şi late pornind de la o celulă tulpină orientată spre eritropoieză.<br />
Procesul are loc în mai multe etape de diviziune şi maturare, eritrocitele tinere sau reticulocitele<br />
apar în sângele periferic unde se găsesc într-o proporţie de 5-15 /1000 eritrocite.<br />
Principalul factor care intervine în formarea eritrocitelor este eritropoietina o glicoproteină care se<br />
sintetizează în rinichi şi acţionează mai ales în primele etape ale eritropoiezei la nivelul progenitorilor<br />
eritroblastici.<br />
Factorii adjuvanţi ai eritropoiezei sunt reprezentaţi de fier, cupru, cobalt, vitamina B12, acidul<br />
folic.<br />
Sideremia normală este în jur de 120 mg/100 ml (21 mmol/L).<br />
Eritrocitele au o formă discoidală, nu au nucleu, având un diametru de aproximativ 7 µm.<br />
Numărul de eritrocite este de 4-6 mil/mm 3 , scăderile se numesc anemii iar creşterile poliglobulii.<br />
Durata vieţii lor este de 120 zile.<br />
Grupele sanguine în sistemul A0B sunt stabilite în funcţie de prezenţa antigenelor eritrocitare A şi<br />
B şi a aglutininelor α şi β. Denumirea grupelor este dată de prezenţa antigenelor A şi B.<br />
Rh este un antigen separat de antigenele A şi B care se găseşte la majoritatea indivizilor şi care sunt<br />
consideraţi Rh+. Antigenul este alcătuit din mai multe componente Cc, Dd, Ee cel mai important fiind<br />
antigenul D.<br />
Principala substanţă din eritrocite este hemoglobina formată din globină şi hem care conţine fier.<br />
Ea ocupă cam 33% din volumul unei hematii ceea ce reprezintă în jur de 30 pg. In 100 ml sânge există<br />
în medie 15 g hemoglobină.<br />
Anomalii ale globinei duc la apariţia unor hemoglobine anormale care produc apariţia unor defecte<br />
eritrocitare însoţite de anemii (anemia falciformă, talasemia).<br />
Hemoglobina se degradează dând naştere la bilirubina care dacă depăşeşte 2 mg/100 ml produce<br />
apariţia icterului (coloraţia galbenă a tegumentelor şi a sclerei)<br />
Compuşii hemoglobinei: oxihemoglobina (O 2<br />
HB), hemoglobina redusă (HHb), carbaminhemoglobină<br />
(HbNHCOO), methemoglobină (conţine fier oxidat), carboxihemoglobină (combinaţia cu CO).<br />
Curba de disociere a O 2<br />
Hb este influenţată de temperatură, pH, pCO 2<br />
şi difosfoglicerat.<br />
O 2<br />
se găseşte dizolvat în plasmă (0.3 ml/100 ml) dar cea mai mare parte se găseşte în combinaţie<br />
cu Hb care poate lega la fiecare gram 1.34 ml O 2<br />
adică 20 ml/100 ml sânge.<br />
CO 2<br />
se găseşte într-o mică parte (7-8%) dizolvat în plasmă (2.9 ml/100 ml), cea mai mare parte<br />
găsindu-se în plasmă şi eritrocite sub formă de bicarbonaţi (80%) sau legat de proteine, mai ales de Hb<br />
(5-10%).<br />
Elementele figurate ale sângelui sunt reprezentate de eritrocite, leucocite şi trombocite<br />
care îndeplinesc funcţii importante în transportul O 2<br />
şi CO 2<br />
(eritrocitele), procesele de apărare<br />
(leucocitele) şi hemostază (trombocitele).<br />
Hematopoieza cuprinde procesele de diviziune şi maturare ale celulelor sanguine primordiale<br />
până la stadiul de elemente adulte.
28<br />
Celulele sanguine primordiale numite celule tulpină (stem sau suşă) sunt omnipotente sau<br />
pluripotente în sensul că vor da naştere tuturor celulelor sanguine. Ele constituie o populaţie<br />
de celule care se autoîntreţine, dar se şi poate “orienta” spre o anumită linie celulară devenind<br />
celule progenitoare care şi-au pierdut capacitatea de autoreînnoire ele evoluând spre<br />
celulele “blast” sau cap de serie. Celulele tulpină populează organele hematoformatoare, în<br />
primul rând măduva osoasă. Hematopoieza difuză embrionară dispare la naştere, dar ţesutul<br />
mezenchimal îşi păstrează potenţialul hematoformator care se poate manifesta în unele<br />
condiţii patologice.<br />
Mecanismul prin care celulele tulpină sunt stimulate să prolifereze implică factori de<br />
creştere care acţionează asupra unor receptori membranari inducând modificări citosolice şi<br />
nucleare legate de creştere şi diferenţiere.<br />
TABEL V. Concentraţia plasmatică a principalelor lipide (mg%)<br />
Se descriu mai multe tipuri de celule progenitoare care provin din celula tulpină<br />
omnipotentă denumite CFU (“colony forming unit” denumire stabilită în urma experienţelor<br />
in vitro): CFU gemm pentru toate liniile mieloide, CFU gm pentru granulocite şi macrofage,<br />
CFUe pentru seria eritroidă dar există şi CFU separate pentru granulocite, monocite, eozinofile,<br />
bazofile sau megacariocite (FIG 1.16).<br />
Pentru linia limfoidă există progenitori pentru limfocitele B şi T.<br />
1.3.6.1.Eritrocitele<br />
1.3.6.1.1.Eritropoieza. Formarea eritrocitelor are loc prin procesul de eritropoieză care începe<br />
devreme în viaţa intrauterină la nivelul unor insule mezodermale. Odată cu diferenţierea<br />
organelor eritropoieza apare şi în ficat şi splină, pentru ca începând din luna a 4-a ea să fie<br />
preluată de măduva osoasă (FIG 1.17).<br />
La naştere eritropoieza are loc în toate oasele, cu timpul ea retrăgându-se la nivelul oaselor<br />
scurte şi late. La adult măduva hematogenă totalizează cam 2500 g cu o producţie zilnică de<br />
250 miliarde eritrocite. Funcţia eritropoietică medulară poate creşte de mai multe ori atunci<br />
când este nevoie.<br />
Spaţiul ocupat de eritrocite se numeşte eritron şi are o componentă fixă medulară (55<br />
ml) şi una circulantă (2300 ml).<br />
Există mai multe etape intermediare prin care celula tulpină prin diviziuni succesive şi<br />
maturare ajunge la stadiul de eritrocit adult (FIG 1.18).<br />
Reglarea eritropoiezei cuprinde mecanismele prin care numărul eritrocitelor în sânge este<br />
menţinut în limite normale. Scăderea cantităţii de O 2<br />
, hemoragiile, distrugerea eritrocitelor prin<br />
hemoliză cresc producţia de eritrocite.<br />
O glicoproteină ce aparţine grupului citokinelor denumită eritropoietină este principalul<br />
factor de creştere cu rol în stimularea eritropoiezei.<br />
Ea este produsă:<br />
-la nivelul corticalei renale în celulele endoteliale din zona peritubulară sau celulele<br />
tubulare,<br />
-la nivelul ficatului, mai ales la făt<br />
-în macrofagele tisulare din măduva hematogenă de unde acţionează pe cale paracrină<br />
In condiţii normale eritropoietina produsă de macrofage este suficientă, rinichiul şi eventual<br />
ficatul intervenind doar în cazurile de hipoxie tisulară (scăderea capacităţii de transport a<br />
O 2<br />
în sânge, scăderea pO 2<br />
arterial, scăderea fluxului sanguin renal, expunere la CO) care constituie<br />
stimulul primar pentru producerea ei. La indivizii neanemici concentraţia eritropoietinei
imunoreactive este de 6-32 U/L.<br />
Producţia de eritropoietină poate fi modulată pe cale paracrină şi endocrină sub efectul<br />
unor substanţe ca: prostaglandinele, ac.arahidonic, adenozina, renina, angiotensina, ACTH,<br />
somatotrop, hormonii tiroidieni, androgeni care o stimulează, în timp ce estrogenii o scad.<br />
Stimularea simpatică sau a unor zone hipotalamice intensifică de asemenea producerea eritropoietinei.<br />
Efectele eritropoietinei se manifestă mai ales asupra progenitorilor eritroblastici CFUe şi<br />
BFUe dar acţionează şi asupra proeritroblaştilor şi eritroblaştilor bazofili accelerând eliberarea<br />
în circulaţie a reticulocitelor. Celulele ţintă posedă cel puţin 2 tipuri de receptori specifici care<br />
acţionează prin activarea proteinkinazei C şi fosforilarea proteinelor nucleare.<br />
Eritropoietina umană obţinută prin metode de inginerie genetică este folosită în practica<br />
clinică în cazurile de insuficienţă renală şi anemie, afecţiuni maligne hematologice sau la<br />
pacienţii anemici în urma tratamentului pentru SIDA.<br />
1.3.6.1.2.Factorii adjuvanţi ai eritropoiezei sunt reprezentaţi de substanţele necesare în<br />
procesul formării eritrocitelor fier, cupru, cobalt, vitamina B12, acidul folic etc.<br />
Fierul este un component important al hemoglobinei, mioglobinei, citocromilor şi al<br />
unor enzime totalizând 65-75% din totalul de aprox 5 g existent în organism. Restul cuprinde<br />
formele de transport şi depozitare. Există un permanent echilibru între rezervele din ţesuturi<br />
şi fierul din hemoglobină ce se realizează prin intermediul plasmei sanguine. Caracteristic<br />
pentru metabolismul fierului este că se desfăşoară într-un circuit închis, aportul şi eliminarea<br />
fiind minime (în jur de 1 mg zilnic). Necesarul de fier variază în funcţie de vârstă, sex şi starea<br />
fiziologică (graviditate, lactaţie) cele mai bogate alimente în fier fiind viscerele sau unele vegetale<br />
(curmale, nuci, fasole).<br />
Deoarece aportul alimentar este redus, pentru formarea eritrocitelor fierul necesar se obţine<br />
mai ales din degradarea hemoglobinei după distrugerea hematiilor precum şi din depozite.<br />
Absorbţia fierului se face de preferinţă în prima porţiune a intestinului subţire fiind<br />
favorizată de alcool, fructoză, unii aminoacizi în prezenţa bilei ca şi în cazurile de activitate<br />
eritropoietică crescută (hemoragii, hemoliză, hipoxie) şi îngreunată de grăsimi şi secreţia<br />
pancreatică ca şi la cei cu rezecţii gastro-intestinale, sindroame de malabsorbţie sau parazitoze<br />
intestinale.<br />
In stomac Fe 3+ din alimente este desfăcut din compuşii săi cu ajutorul HCl şi este redus<br />
la Fe 2+ de către substanţele reducătoare. Sub această formă este absorbit prin mecanisme de<br />
transport activ dar o parte a sa rămâne în celulele intestinale ca feritină ce conţine Fe 3+ . Acest<br />
fier nu poate fi utilizat el eliminându-se odată cu celulele descuamate (FIG 1.19.).<br />
Ajuns în sânge Fe 2+ este din nou oxidat sub influenţa ceruloplasminei şi este preluat de<br />
transferină care-l transportă la ţesuturi (măduvă hematogenă, ficat, splină) unde se depozitează<br />
sau este folosit în eritropoieză. Precursorii eritrocitari se încarcă cu fier din transferină sau din macrofagele<br />
care au fagocitat eritrocitele distruse.<br />
Depozitarea fierului se face sub formă de feritină şi hemosiderină. Acumularea excesivă de<br />
fier în ţesuturi (hemosideroza) este posibilă în cursul unor tulburări metabolice şi se însoţeşte<br />
de ciroză, diabet şi pigmentarea pielii.<br />
Sideremia normală este<br />
-120-140 µg % (21-25 µmol/L) la bărbaţi<br />
-90-120 µg% (16-21 µmol/L) la femei<br />
Deşi capacitatea totală de a lega fierul este mult mai mare şi nu diferă cu sexul, în condiţii<br />
normale ea nu depăşeşte 30-40%.<br />
In lipsa unui mecanism fiziologic de excreţie a fierului (pierderea sa realizânduse<br />
prin celulele intestinale descuamate, prin pierderile de sânge fiziologice la femei<br />
şi în cantităţi foarte mici prin bilă, urină sau piele), reglarea cantităţii de fier din<br />
organism se face mai ales prin controlul absorbţiei constituind un fapt unic. Deficitul de fier<br />
prin aport neadecvat, absorbţie scăzută, pierderi repetate de sânge duce la anemii de tip<br />
microcitic-hipocrom. Tratamentul constă în înlăturarea cauzei şi administare de preparate ce<br />
conţin fier sub controlul sideremiei. Carenţa de fier fără anemie ce apare mai ales la copii şi<br />
femei tinere datorată în special unui consum scăzut de produse animale este una din marile<br />
29
30<br />
FIG.1.16. Reprezentarea schematică a hematopoiezei pornind de la celula tulpină<br />
probleme de sănătate publică la nivel mondial. Simptomatologia foarte variată şi nespecifică:<br />
astenie, iritabilitate, cefalee, crampe musculare, palpitaţii, scăderea atenţiei şi a capacităţii de<br />
concentrare, scăderea capacităţii fizice şi intelectuale este explicată prin scăderea activităţii<br />
unor feroproteine (citocrom C, citocromoxidaza, mioglobina) cu rol în metabolismul celular.<br />
Cuprul intră în compoziţia a numeroase enzime şi ajută metabolismul fierului şi al hemoglobinei.<br />
In hematii există eritrocupreina o proteină cu rol de superoxid-dismutază, iar<br />
în plasmă o altă proteină ce conţine cupru, ceruloplasmina are rol de feroxidază favorizând<br />
FIG.1.17. Evoluţia eritropoiezei în viaţa intrauterină
legarea fierului de transferină. In organism există cam 100-125 mg cupru, mai ales în muşchi, ficat<br />
şi creier. Deficitul de cupru datorită unor defecte genetice se însoţeşte de încetinirea creşterii,<br />
degenerescenţă cerebrală progresivă şi moarte.<br />
Vitamina B12 este o ciancobalamină ce se găseşte în alimentele de origină animală (ficat,<br />
rinichi, lapte, ouă). Ea constituie un factor extrinsec necesar procesului de maturare al eritrocitelor<br />
împreună cu un factor intrinsec prezent în mucoasa gastrică. Deficienţa de vitamină B12<br />
duce la apariţia unei anemii macrocitare sau megaloblastice, afecţiune gravă ce se însoţeşte<br />
de leziuni nervoase. Tratamentul se face prin administrarea de vitamină B12.<br />
31<br />
FIG. 1.18. Etapele dezvoltării eritrocitului<br />
Grupul acidului folic conţine mai mulţi compuşi prezenţi în produsele animale ca şi în<br />
unele vegetale (spanac, mazăre, conopidă) care intervin în procesele metabolice ce susţin<br />
eritropoieza. Lipsa acestor compuşi secundară unor afecţiuni (alcoolism, tumori) sau în timpul<br />
gravidităţii duce la apariţia unei anemii de tip megaloblastic. Lipsa acidului folic se asociază<br />
deobicei cu deficitul de vitamină B12, acid ascorbic şi fier.<br />
1.3.6.1.3.Caracteristicile morfofuncţionale ale eritrocitelor<br />
Eritrocitele sau hematiile adulte sunt celule anucleate cu o formă discoidală de aspect<br />
biconcav privite din lateral.<br />
Numărul lor este în medie 4-6 milioane/mm 3 (4-6.10 12 /L) existând variaţii legate de vârstă<br />
(număr mai mare la naştere), sex (mai mic la femei din cauza pierderilor fiziologice de sânge şi<br />
a acţiunii inhibitoare a hormonilor estrogeni), altitudine (numărul este mai mare la altitudine<br />
din cauza scăderii pO 2<br />
). Stările de emoţie, efortul fizic, creşterea temperaturii mediului duc la<br />
o creştere relativă a numărului de eritrocite circulante datorită efectului simpatic ce produce<br />
contracţia splinei.<br />
Scăderile patologice ale numărului de hematii constituie anemiile a căror clasificare este<br />
complicată de multitudinea de factori (morfologici, etiologici, eritrokinetici) pe care trebuie<br />
să-i luăm în considerare.<br />
Creşterile sau poliglobuliile pot fi primare (în procesele neoplazice ce interesează organele<br />
hematopoietice) sau secundare unor afecţiuni cronice cardiace, pulmonare sau renale.<br />
Mărimea. Diametrul mediu al hematiilor este de 7.2 µm iar grosimea de 2.2µm. Volumul<br />
mediu este de 85 µm 3 iar suprafaţa de 125 µm 2 . Suprafaţa totală a eritrocitelor atinge 3000<br />
m 2 .<br />
Faţă de valorile medii ce cuprind cam 60% dintre hematii există în mod fiziologic he-
32<br />
matii mai mici (microcite) sau mai mari (macrocite). Datorită modificărilor osmotice volumul<br />
hematiilor este uşor crescut în sângele venos. Hematiile al căror diametru depăşeşte 12 µm<br />
se numesc megalocite şi nu se întâlnesc în condiţii fiziologice. Când hematiile sunt inegale ca<br />
mărime vorbim de anizocitoză.<br />
Forma specifică a hematiilor asigură o suprafaţă maximă ce favorizează schimbul de gaze<br />
şi este avantajoasă din punct de vedere mecanic în timpul modificărilor de formă la care sunt<br />
supuse la trecerea prin vasele capilare cu diametru mic. Anomaliile de formă (sferă, semilună,<br />
pară, rachetă de tenis, aspect crenelat) constituie poikilocitoza.<br />
Controlul formei hematiilor se face prin intervenţia componentelor lipidice şi protidice<br />
membranare (spectrina, ankirina, actina).<br />
Hematiile au capacitatea de schimbare rapidă şi reversibilă a formei ce caracterizează<br />
deformabilitatea lor. Deformabilitatea este realizată prin interrelaţia dintre proprietăţile vâscoelastice<br />
ale membranei şi hemoglobină sub influenţa unor forţe externe reprezentate de<br />
efectele lichidului plasmatic şi hematocrit. Membrana se mişcă în jurul conţinutului eritrocitar<br />
ca şenila unui tanc.<br />
Deformabilitatea se poate modifica sub<br />
acţiunea unor substanţe medicamentoase<br />
(substanţe vasoactive, anestezice) sau în cursul<br />
unor anemii, boli cardiovasculare sau disproteinemii.<br />
Structura şi metabolism. Hematia adultă<br />
nu are nucleu iar conţinutul de consistenţa<br />
unui gel are o organizare bine structurată.<br />
Principala substanţă conţinută în hematii<br />
este hemoglobina care ocupă cam 33% din<br />
volumul acestora constituind concentraţia<br />
corpusculară medie şi reprezintă în valoare<br />
absolută în jur de 30 pg (1.8-2 fmol). Restul<br />
este reprezentat de lipide (7%), glucide (3%),<br />
diferite alte substanţe organice şi anorganice<br />
şi apă (57%)<br />
Stroma hematiilor alcătuită din proteine şi<br />
lipide, mai ales fosfolipide, este plasată la periferie<br />
în strânsă relaţie cu membrana celulară<br />
, centrul fiind ocupat de hemoglobină.<br />
Metabolismul eritrocitar este destul de<br />
intens în ciuda absenţei nucleului şi a mitocondriilor<br />
energia fiind obţinută în cea mai<br />
FIG.1.19. Circuitul fierului (absorbţie, circulaţie,<br />
depozitare)<br />
mare parte prin glicoliză anaerobă. Energia<br />
este folosită pentru activitatea pompei de<br />
Na + -K + , pentru reducerea methemoglobinei,<br />
ca şi pentru menţinerea formei specifice. ATP<br />
conţinut în hematii joacă un rol important în menţinerea formei acestora prin reglarea fluxului<br />
membranar de Na + şi K + ca şi a deformabilităţii. Scăderea ATP face ca hematiile să devină mai<br />
sferice prin acumularea de Na + şi apă iar membrana devine mai puţin elastică.<br />
Dintre produşii glicolizei anaerobe, 2-3 difosfogliceratul prezent în cantităţi mai mari<br />
decât în alte celule are rol în eliberarea O 2<br />
la ţesuturi deoarece legarea sa de hemoglobină îi<br />
scade afinitatea pentru O 2<br />
.<br />
In hematii există numeroase sisteme enzimatice (anhidraza carbonică, catalaze, fosforilaza,<br />
dehidrogenaza, colinesteraza) care confirmă complexitatea lor metabolică.<br />
Durata vieţii hematiilor în sângele circulant este în jur de 120 zile. Eritrocitele tinere sau<br />
reticulocitele sunt ceva mai mari şi mai groase, mai adezive şi mai puţin mobile decât cele<br />
adulte ele conţinând un reticul ce poate fi evidenţiat prin coloraţie cu coloranţii supravitali<br />
care precipită ribonucleoproteinele. Numărul lor normal este de 5-15/1000 eritrocite putând
creşte în cazurile de hiperfuncţie medulară.<br />
Imbătrânirea hematiilor nu este urmată de modificări morfologice vizibile dar se însoţeşte<br />
de pierderea progresivă de lipide, scăderea activităţii enzimelor glicolitice, scăderea ATP, reducerea<br />
deformabilităţii. Când aceste alterări fac celulele neviabile ele se distrug. Distrugerea<br />
zilnică a 1% dintre hematii are loc mai ales în sistemul monocito-macrofagic şi într-o mică<br />
măsură chiar în circulaţie. Componentele lor (fier şi globină) vor fi reutilizate pentru formarea<br />
de noi hematii.<br />
1.3.6.1.4.Hemoliza şi aglutinarea. Grupele sanguine. Alterarea membranei eritrocitare duce<br />
la eliberarea conţinutului celular, fenomen denumit hemoliză. Aceasta poate fi provocată de<br />
numeroase cauze: agitaţia mecanică, variaţii mari de temperatură, factori chimici (detergenţi,<br />
solvenţi organici), produse biologice (toxine bacteriene, veninuri de şarpe), complexe antigenanticorp.<br />
Rezistenţa la hemoliză este o proprietate importantă a eritrocitelor normale ea scăzând<br />
în anemiile hemolitice. Punerea în libertate a unor cantităţi importante de hemoglobină ar duce<br />
la eliminarea ei prin urină dacă nu s-ar lega de haptoglobină cu care formează un complex a<br />
cărui mărime nu permite eliminarea.<br />
Eritrocitele au tendinţa de a forma agregate sub forma unor rulouri sau fişicuri care sunt<br />
reversibile. In condiţii patologice tendinţa de agregare creşte ducând la formarea de conglomerate<br />
masive.<br />
La suprafaţa eritrocitelor există un complex de determinanţi antigenici în majoritatea<br />
cazurilor de natură zaharidică care le conferă un grad înalt de specificitate imunologică. In<br />
plasmă există anticorpi împotriva unor astfel de antigene reacţia dintre acestea ducând la<br />
formarea de agregate ireversibile, ceea ce constituie fenomenul de aglutinare.<br />
In funcţie de prezenţa diferitelor antigene (aglutinogene) şi a anticorpilor (aglutinine) se<br />
descriu mai multe sisteme de grupe sanguine cele mai importante fiind sistemele ABO şi Rh.<br />
Landsteiner a descris la începutul secolului al XX-lea primele 4 grupe sanguine O,A,B şi<br />
AB în funcţie de prezenţa aglutinogenelor A şi B şi a aglutininelor α şi β.<br />
Grupa O nu conţine pe hematii antigene, dar plasma conţine aglutininele α şi β<br />
Grupa A conţine antigenul A şi aglutinina β<br />
Grupa B conţine antigenul B şi aglutinina α<br />
Grupa AB conţine ambele antigene A şi B, dar nu coţine aglutinine<br />
Cam 3/4 din populaţie aparţine grupelor O şi A, cea mai rară fiind grupa AB.<br />
Determinarea grupelor sanguine are importanţă în cazul transfuziilor de sânge, al transplantului<br />
de organe, ca şi în medicina legală pentru identificarea sângelui unei persoane.<br />
La puţin timp după descrierea grupelor sanguine clasice s-a constatat că grupa A are 2<br />
subgrupe (A1 respectiv A2) în funcţie de prezenţa a 2 antigene A şi A1 şi că mai există şi alte<br />
substanţe antigenice ce aparţin sistemelor MNSs, Lewis, Kell etc.<br />
Ulterior s-a observat că injectarea de sânge de la maimuţa Rhesus la iepuri sau cobai duce<br />
la apariţia în sângele acestora a unei aglutinine capabilă să aglutineze nu numai hematiile<br />
Rhesus ci şi pe cele ale unui mare număr de oameni care posedă un antigen denumit factor<br />
Rhesus sau Rh. Antigenul este prezent la 85% din populaţia albă considerată Rh+, restul de<br />
15% care nu-l posedă fiind considerată Rh-.<br />
Nici un individ nu posedă însă în condiţii normale anticorpi antiRh deoarece în realitate<br />
antigenul Rh este heterogen existând cel puţin 3 seturi de antigene Rh notate cu Cc, Dd şi Ee.<br />
Prezenţa antigenelor C,D,E sau numai a 2 din care unul este D indică un individ Rh+. Cel mai<br />
puternic antigen este D (Rho) iar cea mai frecventă combinaţie este Cde (Rh1).<br />
Sângele Rh- nu este lipsit de antigene Rh dar conţine doar antigenele C sau E alături de<br />
c, d, e care au capacităţi imunogene slabe.<br />
Un număr foarte mic de indivizi nu au niciun antigen Rh detectabil fiind consideraţi Rh<br />
nul.<br />
Factorul Rh are importanţă la persoanele Rh- care în urma unei transfuzii cu sânge Rh+ îşi<br />
formează anticorpi antiRh iar la o a 2-a transfuzie cu sânge Rh+ pot prezenta complicaţii grave<br />
datorită aglutinării hematiilor donatorului.<br />
O altă situaţie este aceea a unor femei Rh- care au un făt ce a moştenit de la tată antigenul<br />
Rh. Hematiile acestuia pot pătrunde în sângele matern cu ocazia naşterii provocând apariţia<br />
33
34<br />
anticorpilor antiRh care pot cauza tulburări la mamă în cazul unei transfuzii cu sânge Rh+ sau<br />
în cazul unei alte sarcini cu un făt Rh+. In această situaţie anticorpii materni trec în sângele<br />
fătului producând o boală hemolitică gravă-eritroblastoza fetală caracterizată prin icter anemie,<br />
hepatomegalie, edeme, depunerea de pigmenţi biliari la nivelul creierului. Boala poate fi<br />
prevenită prin administrarea la mamă de IgG anti D sau anticorpi monoclonali care vor distruge<br />
hematiile fătului pătrunse în sângele matern prevenind astfel formarea de anticorpi proprii<br />
de către aceasta.<br />
Tulburări legate de incompatibilitatea grupelor sanguine între mamă şi făt pot apare la<br />
acesta cu o intensitate mult mai redusă şi în cazul sistemului ABO.<br />
Pentru transfuziile de sânge se utilizează de preferinţă sânge izogrup compatibil Rh,<br />
testarea prealabilă fiind obligatorie.<br />
In urma administrării de sânge incompatibil apar rapid semne grave care pot pune în<br />
pericol viaţa: agitaţie, congestia feţei, tahicardie, dureri precordiale, polipnee, greţuri, vărsături,<br />
colaps, frisoane, hipertermie. Ulterior se poate instala insuficienţa renală acută din cauza<br />
tulburărilor ischemice la nivelul rinichiului.<br />
Tratamentul constă în întreruperea imediată a transfuziei, administrarea de substituenţi<br />
de plasmă pentru refacerea volemiei, regim alimentar fără proteine, eventual dializa renală<br />
Se încearcă găsirea unor soluţii care să poată fixa O 2<br />
îndeplinind astfel rolul sângelui şi<br />
înlăturând necesitatea administrării lui.<br />
1.3.6.1.5.Stabilitatea sângelui în suspensie.VSH. Sângele este o suspensie de elemente<br />
celulare în plasmă care se menţine datorită circulaţiei. In sângele scos din organism şi tratat cu<br />
anticoagulante, hematiile se vor depune în partea inferioară a eprubetei în care a fost plasat.<br />
Viteza cu care are loc acest fenomen constituie viteza de sedimentare a hematiilor (VSH). Ea<br />
este condiţionată nu numai de raportul dintre greutatea şi suprafaţa hematiilor, ci şi de factori<br />
plasmatici legaţi de cantitatea de fibrinogen şi de raportul albumine/globuline de care depinde<br />
încărcarea electrică a hematiilor.<br />
VSH se apreciază la 1 şi 2 ore, valorile fiind ceva mai reduse la femei din cauza numărului<br />
mai mic de hematii.<br />
1 oră 7mm (B) 11mm (F)<br />
2 ore 8mm 16mm<br />
Valoarea clinică a VSH este relativă modificările ei nefiind specifice şi trebuind interpretate<br />
în contextul clinic. In general VSH creşte în stările infecţioase sau inflamatorii acute sau cronice<br />
active, în stările asociate cu necroze sau degradări tisulare (tumori, infarct miocardic), după<br />
iradieri, în anemii. Ea scade în afecţiunile hepatice, policitemii, stări anafilactice acute.<br />
1.3.6.6.Hemoglobina<br />
1.3.6.6.1.Structura. Biosinteză. Metabolism. Hemoglobina este o proteină conjugată<br />
formată din globină şi hem care conţine fier. Globina este formată din 4 lanţuri polipeptidice<br />
α, β, γ, δ aranjate într-o structură spaţială ce cuprinde hemul. Acesta este constituit din 4 nuclei<br />
tetrapirolici care fixează fierul prin legături covalente.<br />
In funcţie de lanţurile polipeptidice avem 3 tipuri principale de hemoglobină:<br />
A1 cu 2 α şi 2 β<br />
A2 cu 2 α şi 2 δ<br />
F cu 2 α şi 2 γ<br />
Sinteza lanţurilor globinice este determinată genetic. In viaţa intrauterină predomină<br />
sinteza lanţurilor α şi γ cu hemoglobină de tip F, iar după naştere sinteza lanţurilor α şi β cu<br />
hemoglobină de tip A1 (FIG 1.20.).<br />
Modificarea secvenţei aminoacizilor în lanţurile polipeptidice sau modificarea sintezei<br />
unor lanţuri duce la apariţia unor hemoglobine anormale cu consecinţe asupra formei şi caracteristicilor<br />
funcţionale ale eritrocitelor.<br />
Cele mai cunoscute anomalii genetice ale sintezei hemoglobinei sunt caracteristice<br />
anemiei falciforme sau talasemiei.<br />
Anemia falciformă frecventă la populaţia africană se datoreşte unui defect al hemoglobinei
(HbS) în care în locul acidului glutamic din poziţia 6 a lanţului β apare valina. Hematiile au o<br />
formă de seceră şi sunt foarte fragile.<br />
Talasemia, întâlnită mai ales la popoarele mediteraneene, se datoreşte suprimării sintezei<br />
lanţurilor β şi se caracterizează prin anemie datorită distrugerii exagerate a hematiilor care<br />
conţin hemoglobină de tip F şi A2 şi a eritropoiezei ineficiente.<br />
Sinteza globinei este controlată genetic şi se realizează la nivelul ribozomilor, iar cea a<br />
hemului are loc la nivelul mitocondriilor sub influenţa a numeroase enzime specifice. După<br />
distrugerea hematiilor fierul şi globina vor fi reutilizate iar protoporfirina se elimină prin urină<br />
şi fecale sub formă de bilirubină-urobilinogen.<br />
Transformarea hemoglobinei în bilirubină are loc în ficat, măduva hematogenă şi splină.<br />
Bilirubina ajunsă la ficat sub forma liberă transportată de globuline este glucuronoconjugată<br />
şi eliminată prin bilă. In intestin sub acţiunea unor enzime bacteriene bilirubina se transformă<br />
în bilinogeni care prin auto oxidare dau stercobilina. O parte din aceşti produşi se elimină iar<br />
o alta se reabsoarbe şi ajunge la ficat realizând un circuit hepato-entero-hepatic. O mică parte<br />
ajunsă în circulaţia sistemică este eliminată sub formă de urobilinogen.<br />
Creşterea bilirubinei circulante peste 2mg% duce la apariţia icterului prin legarea bilirubinei<br />
de proteinele tisulare şi apariţia unei coloraţii galbene vizibilă mai ales la tegumente şi<br />
scleră.<br />
Cantitatea normală de hemoglobină este în jur de 15 g/100 ml (9.3 mmol/L) fiind ceva mai<br />
mare la bărbaţi şi mai mică la femei. Determinarea cantităţii de hemoglobină este importantă<br />
pentru că ne oferă indicii cu privire la capacitatea de transport a O 2<br />
în sânge.<br />
1.3.6.6.2.Compuşii hemoglobinei. Cea mai importantă proprietate a hemoglobinei este<br />
aceea de a se combina cu O 2<br />
într-o formă disociabilă numită oxihemoglobină (HbO 2<br />
). Fiecare<br />
moleculă de hem prin atomul de fier poate fixa o moleculă de O 2<br />
ceea ce înseamnă că avem<br />
mai multe combinaţii HbO 2<br />
, HbO 4<br />
, HbO 6<br />
, HbO 8<br />
. Prima moleculă de O 2<br />
se fixează şi se cedează<br />
mai greu iar celelalte mai uşor.<br />
Când hemoglobina pierde O 2<br />
se transformă în forma deoxi sau hemoglobină redusă<br />
(HHb) de culoare mai închisă ce se găseşte în mod normal într-o cantitate de aprox 3 g/100<br />
ml. Creşterea acestei cantităţi la 4-5 g/100 ml, aşa cum se întâmplă în unele boli pulmonare,<br />
cardiace sau policitemii duce la apariţia unei coloraţii albăstrui a tegumentelor şi mucoaselor<br />
denumită cianoză.<br />
Combinaţia labilă a hemoglobinei cu CO 2<br />
la nivelul grupurilor amino terminale constituie<br />
carbaminhemoglobina.<br />
Gazele respiratorii O 2<br />
şi CO 2<br />
sunt transportate în sânge sub formă de oxihemoglobină şi<br />
respectiv carbaminhemoglobină.<br />
In cazul oxidării hemoglobinei cu transformarea Fe 2+ în Fe 3+ ia naştere methemoglobina.<br />
Combinaţia hemoglobinei cu CO, faţă de care are o afinitate mult crescută comparativ cu<br />
O 2,<br />
formează un compus mai stabil carboxihemoglobina. Pentru a desface această combinaţie<br />
este nevoie de administrarea de O 2<br />
la o presiune crescută.<br />
Combinaţia hemoglobinei cu sulful (după administrarea unor medicamente) dă naştere<br />
unui compus foarte stabil care nu mai poate fi desfăcut pe toată durata vieţii hematiei.<br />
Din cantitatea totală de hemoglobină numai o parte (88-98%) este disponibilă pentru O 2<br />
restul<br />
de 2-12% fiind reprezentat de carboxihemoglobină, methemoglobină sau sulfhemoglobină.<br />
La marii fumători numai carboxihemoglobina poate atinge 5%.<br />
Hemul oxidat sub forma hematinei formează cu HCl o substanţă numită hemina care<br />
cristalizează sub forma de cristale brun roşcate ce pot fi utilizate pentru identificarea urmelor<br />
de sânge.<br />
1.3.6.6.3.Curba de disociere a oxihemoglobinei. Fixarea O 2<br />
de hemoglobină se face la nivelul<br />
plămânilor, iar desfacerea sa la nivel tisular în condiţiile variaţiei presiunii parţiale a O 2<br />
ca şi a<br />
altor factori. Aceste procese au loc prin modificări ale configuraţiei moleculei de hemoglobină<br />
şi constituie aşa numita respiraţie moleculară.<br />
Reprezentarea grafică a interrelaţiei dintre saturaţia hemoglobinei şi pO 2<br />
arată ca o curbă<br />
în formă de S ce caracterizează enzimele reglatoare (FIG 1.21).<br />
35
36<br />
Forma aceasta explică de ce prima moleculă de O 2<br />
se fixează şi se cedează mai greu.<br />
Saturaţia hemoglobinei, chiar la pO 2<br />
de 100 mmHg, nu este 100% ci doar 95-98% din cauza<br />
contaminării sângelui arterial cu sânge venos prin legăturile dintre circulaţia pulmonară şi cea<br />
bronşică ca şi prin vărsarea sângelui prin unele vene coronare în ventriculul stâng.<br />
O serie de factori influenţează curba de disociere a oxihemoglobinei pe care o deplasează<br />
la stânga, ceea ce reprezintă o capacitate de fixare crescută a O 2,<br />
sau spre dreapta însemnând<br />
o capacitate de cedare crescută (FIG 1.22).<br />
Temperatura. Creşterea temperaturii scade saturaţia hemoglobinei ceea ce favorizează<br />
cedarea O 2<br />
la ţesuturi unde din cauza proceselor metabolice temperatura este mai mare. La<br />
plămâni unde temperatura este mai scăzută datorită pătrunderii aerului respirat este favorizată<br />
fixarea O 2<br />
.<br />
Efectul CO 2<br />
este important la ţesuturi unde creşterea sa ajută cedarea O 2<br />
. La aceasta contribuie<br />
şi scăderea pH sub influenţa acidului carbonic format prin hidratarea CO 2<br />
.<br />
Prezenţa electroliţilor, a 2-3 difosfogliceratului, creşterea cantităţii de carboxihemoglobină<br />
şi methemoglobină cresc afinitatea hemoglobinei pentru O 2<br />
.<br />
Interrelaţia dintre capacitatea de fixare a O 2<br />
de hemoglobină, pCO2 şi pH poartă denumirea<br />
de efect Bohr după numele celui care l-a descris încă în 1910. Astfel la presiuni parţiale crescute<br />
ale CO 2<br />
şi valori scăzute de pH, afinitatea hemoglobinei pentru O 2<br />
se reduce.<br />
Rolul hemoglobinei în menţinerea pH. Hemoglobina ca orice proteină are un caracter<br />
amfoter ceea ce face ca în mediul alcalin al sângelui (pH 7.4) să se încarce negativ şi să se<br />
comporte ca un acid slab legând baze. Cum încărcarea electrică depinde de pH punctului izoelectric,<br />
oxihemoglobina este un acid mai puternic (pH izoelectric la 6.6) decât hemoglobina<br />
redusă (pH 6.8).<br />
Transformarea oxihemoglobinei în hemoglobină redusă la nivel tisular se face cu eliberarea<br />
de O 2<br />
şi K + şi legarea de H +<br />
HBO 2<br />
↔ HHb + O 2<br />
+ K +<br />
In aceste condiţii trecerea unui mol de oxihemoglobină la hemoglobină redusă va fi însoţită<br />
de legarea a 0.6-0.7 mEq H + ceea ce ajută la menţinerea echilibrului acido-bazic.<br />
Fenomenele au loc invers la nivelul plămânilor iar H + eliberat va reacţiona cu HCO 3<br />
-<br />
dând<br />
naştere la HCO 3<br />
H care disociază la CO 2<br />
şi apă (FIG 1.23).<br />
Cantitatea mare de hemoglobină din sânge face ca rolul său de tamponare să fie foarte<br />
important.<br />
1.3.6.1.7.Transportul gazelor în sânge. Funcţia respiratorie a sângelui.<br />
Sângele are capacitatea de a transporta gazele respiratorii atât în plasmă unde se<br />
găsesc dizolvate sau sub forma unor combinaţii cu alte substanţe cât şi în hematii legate de<br />
hemoglobină.<br />
1.3.6.1.7.1.Transportul O 2<br />
se realizează în cea mai mare parte de către hemoglobină.<br />
Aceasta poate lega 1.34 ml O 2<br />
pe fiecare gram ceea ce corespunde la o valoare în jur de 20<br />
ml/100 ml sânge.<br />
O mică parte a O 2<br />
(cam 0.3 ml %) se dizolvă în plasmă conform legilor fizicale. Această<br />
formă este importantă pentru că prin ea au loc toate schimburile de la nivelul hematiilor spre<br />
ţesuturi sau de la plămâni spre hematii. Viteza de reacţie dintre O 2<br />
şi hemoglobină exprimată<br />
prin atingerea saturaţiei de 50% este foarte mare permiţând ca schimburile să se facă în condiţii<br />
optime chiar la o viteză crescută de curgere a sângelui.<br />
1.3.6.1.7.2.Transportul CO 2<br />
se face atât în plasmă cât şi în hematii. Conţinutul în CO 2<br />
al<br />
sângelui arterial este de 48-50 volume % iar al celui venos de 52-58 volume%.<br />
CO 2<br />
are o solubilitate mai mare decât O 2<br />
astfel încât în plasma din sângele arterial unde<br />
pCO 2<br />
este de 40 mmHg să avem dizolvată o cantitate de 2.9 ml/100 ml sânge (7-8%).<br />
Restul de CO 2<br />
se găseşte atât în plasmă cât şi în hematii sub 3 forme :<br />
-o mică parte sub formă de HCO 3<br />
H<br />
-cea mai mare parte (80%) sub formă de bicarbonaţi (HCO 3<br />
Na şi HCO 3<br />
K)<br />
-sub formă carbaminică legat de proteinele plasmatice sau mai ales de hemoglobină<br />
(5-10%)<br />
Conţinutul în CO 2<br />
al sângelui depinde în mare măsură de pCO 2<br />
. Hidratarea CO 2<br />
cu for-
37<br />
FIG.1.20. Sinteza diferitelor lanţuri proteice ale hemoglobinei pre şi postnatal<br />
marea de HCO 3<br />
H şi ulterior de HCO 3<br />
-<br />
şi H + are loc mai ales în hematii unde prezenţa anhidrazei<br />
carbonice accelerează reacţia, dar şi în plasmă.<br />
Acest lucru explică marea cantitate de CO 2<br />
transportată sub formă de bicarbonaţi.<br />
Deşi forma carbaminică nu este în cantitate prea mare ea este foarte mobilă ceea ce face<br />
ca în jur de 1/4 din schimburile de CO 2<br />
să se realizeze prin intermediul acestei forme.<br />
1.3.6.1.7.3.Schimbul de gaze de la nivelul ţesuturilor.<br />
La nivelul ţesuturilor ca urmare a proceselor metabolice se produce o importantă cantitate<br />
de CO 2<br />
care va pătrunde în plasmă conform gradientului de presiune parţială (FIG 1.24).<br />
In plasmă CO 2<br />
se dizolvă rapid sau se hidratează ceva mai lent formând acid carbonic:<br />
CO 2<br />
+ H 2<br />
O ↔ HCO 3<br />
H ↔ HCO 3<br />
-<br />
+ H +<br />
O mică parte este preluată de proteinele plasmatice formând compuşi carbaminici :<br />
CO 2<br />
+ Prot-NH 2<br />
↔ Prot-NH-COOH ↔ ProtNHCOO - + H +<br />
H + este fixat de către proteinele şi fosfaţii din plasmă:<br />
H + + Proteinat-Na ↔ Na + + Proteinat-H<br />
H + + HPO 4<br />
Na 2<br />
↔ Na + + H 2<br />
PO 4<br />
Na<br />
Cea mai mare parte a CO 2<br />
pătrunde în eritrocite unde în prezenţa anhidrazei carbonice<br />
formează o mare cantitate de bicarbonaţi:<br />
CO 2<br />
+ H 2<br />
O ↔ anhidraza carbonică HCO 3<br />
H ↔ HCO 3<br />
-<br />
+ H +<br />
H + va fi preluat de hemoglobina care a cedat O 2<br />
şi a eliberat K + transformându-se în HHb<br />
H + + KHb ↔ K + + HHb<br />
O parte importantă din bicarbonatul format în eritrocite va trece în plasmă în schimbul<br />
Cl - fenomen cunoscut ca migrare a clorului ce are rolul de a menţine echilibrul electric. Concomitent<br />
cu Cl - în eritrocite pătrunde apa datorită efectului osmotic având drept urmare o<br />
uşoară creştere a volumului eritrocitelor.<br />
Ca urmare a trecerii bicarbonaţilor în plasmă aici vom găsi 2/3 din CO 2<br />
transportat sub<br />
această formă iar în eritrocite doar 1/3 cu toate că cea mai mare a parte a acestora s-a format<br />
în eritrocite.<br />
O altă parte a CO 2<br />
pătruns în eritrocite este preluată de hemoglobină sub formă<br />
carbaminică:<br />
CO 2<br />
+ HB-NH 2<br />
↔ HbNH-COOH ↔ HbNH-COO - + H +<br />
Din cauza pO 2<br />
scăzută la ţesuturi O 2<br />
trece din plasmă către acestea mărind gradientul<br />
plasmă-eritrocite. Ca urmare oxihemoglobina pune în libertate O 2<br />
care trece prin plasmă spre<br />
ţesuturi concomitent cu eliberarea de K + şi preluarea H + :<br />
HbO 2<br />
↔ HHb + O 2<br />
+ K +<br />
Fenomenele au loc invers la nivelul plămânilor unde pO 2<br />
este crescută iar pCO 2<br />
este<br />
scăzută.<br />
Consumul de O 2<br />
depinde de necesităţile energetice ale ţesuturilor în funcţie de activitatea<br />
depusă. Cantitatea de CO 2<br />
formată şi eliminată variază în funcţie de modificările metabolice,<br />
respiratorii şi circulatorii.<br />
1.3.6.2.Leucocitele
38<br />
Leucocitele sunt în număr de 6-8000/mm 3 .<br />
Din punct de vedere morfologic există polimorfonucleare (granulocite neutrofile, eozinofile şi<br />
bazofile) şi mononucleare (limfocite şi monocite). Reprezentarea lor procentuală constituie formula<br />
leucocitară.<br />
Din punct de vedere funcţional există fagocite (granulocitele polimorfonucleare şi monocitele) şi<br />
imunocite (limfocitele B şi T).<br />
Leucopoieza are loc în măduva osoasă şi organele limfoide sub influenţa unor factori stimulatori<br />
care fac parte din din grupul citokinelor şi care se numesc limfokine.<br />
Neutrofilele au rol important în fagocitoză.<br />
Eozinofilele au rol în apărarea contra paraziţilor mari, acţionează şi la nivelul epiteliului şi muşchilor<br />
netezi ai căilor aeriene.<br />
Bazofilele împreună cu mastocitele au rol în procesele alergice.<br />
Monocitele şi macrofagele fagocitează particule mari, au efecte citotoxice directe, prelucrează<br />
antigenele pentru a fi prezentate limfocitelor, eliberează o serie de substanţe cu rol de mediatori ai<br />
sistemului imun.<br />
Limfocitele B iau naştere în măduvă, se transformă în cazul stimulării lor în plasmocite care produc<br />
anticorpi (imunoglobuline).<br />
Limfocitele T iau naştere în măduvă şi se instruiesc în timus. Sunt de mai multe tipuri fiecare dintre<br />
ele având roluri specifice (LT helper, LT amplificatoare, LT supresoare, LT citotoxice, LT natural killer).<br />
Leucocitoza reprezintă creşterea numărului de leucocite ce apare în condiţii fiziologice (efort, altitudine,<br />
expunere la razele solare) sau patologice (strări infecţioase, distrugeri celulare, tumori)<br />
FIG 1.21.Curba de disociere a O 2<br />
Hb<br />
Leucopenia reprezintă scăderea numărului de leucocite ce apare în stări carenţiale, după iradieri<br />
sau administrarea unor medicamente.<br />
Mijloacele de apărare ale organismului pot fi nespecifice şi specifice.<br />
Mijloacele nespecifice sunt constituite dintr-o serie de reacţii care se desfăşoară identic indiferent<br />
de tipul agentului patogen. Ele cuprind acţiunea unor substanţe (interferoni, complement, properdina),<br />
fagocitarea microorganismelor de către neutrofile şi monocite/macrofage şi răspunsul inflamator.<br />
Răspunsul inflamator se desfăşoară în mai multe etape: vasodilataţia şi creşterea permeabilităţii<br />
capilare, formarea fibrinei, migrarea fagocitelor, formarea puroiului.<br />
Mijloacele specifice sunt reprezentate de mecanismele imunologice realizate cu ajutorul anticorpilor<br />
şi a celulelor imunocompetente (LB şi LT).<br />
Imunitatea este procesul prin care organismul îşi păstrează individualitatea făcând diferenţa între<br />
ceea ce îi este propriu şi ceea ce îi este străin. Ea poate fi activă sau pasivă dobândită pe căi naturale sau<br />
artificiale.<br />
Antigenul poate fi orice substanţă (proteină, polizaharid sau haptenă) pe care organismul o<br />
recunoaşte că străină şi care declanşează un răspuns imun.<br />
Anticorpii sunt γ globuline numite şi imunoglobuline produse de LB şi plasmocite. Ele sunt de mai<br />
multe tipuri IgG, IgM, IgA, IgD, IgE şi formează cu antigenele complexe imune. Anticorpii stau la baza<br />
răspunsului imunologic mediat pe cale umorală.<br />
Anticorpii monoclonali sunt obţinuţi de la un plasmocit cuplat cu o celulă tumorală care constituie un<br />
hibridom ce va începe o clonă formată dintr-o linie de celule descendente ale acelui singur plasmocit.<br />
Anticorpii pot distruge antigenele direct sau indirect prin intermediul complementului activat de<br />
imunoglobulinele M şi G.
39<br />
FIG.1.22. Factorii care influenţează curba de disociere a oxihemoglobinei : temperatura (a), pH (b),<br />
pCO 2<br />
(c), 2-3 difosfogliceratul (d)<br />
Alergia constituie o reacţie exagerată la un stimul antigenic la reîntâlnirea cu acesta. Reacţia de hipersensibilizare<br />
imediată (anafilaxia) este dependentă de IgE şi poate fi extrem de gravă (şocul anafilactic)<br />
ducând la moarte prin prăbuşirea presiunii arteriale şi tulburări respiratorii produse prin bronhospasm.<br />
Răspunsul imunologic mediat celular are la bază intervenţia LT sensibilizate prin contactul cu macrofagele<br />
care au preluat şi prelucrat antigenele.<br />
Autotoleranţa imunologică care are la bază recunoaşterea imunologică se referă la recunoaşterea<br />
şi tolerarea structurilor proprii pe baza complexului major de histocompatibilitate (HLA).<br />
Autoimunitatea se referă la dereglarea capacităţii de a recunoaşte ceea ce este propriu cu producerea<br />
unor autoanticorpi împotriva autoantigenelor.<br />
Supravegherea imunologică este realizată de LT citotoxice şi macrofage care recunosc şi distrug<br />
celulele care au suferit o transformare malignă.<br />
1.3.6.2.1. Clasificarea leucocitelor. Leucocitele sau globulele albe sunt celule nucleate<br />
(spre deosebire de eritrocite şi trombocite) care pot fi clasificate după mai multe criterii<br />
morfologice sau funcţionale.<br />
Din punct de vedere morfologic există granulocitele polimorfonucleare (neutrofile,<br />
eozinofile şi bazofile) şi mononuclearele care cuprind monocitele şi limfocitele. Reprezentarea<br />
lor procentuală pe criterii morfologice constituie formula leucocitară<br />
Dacă se iau în considerare originea şi funcţiile leucocitelor acestea se pot clasifica în<br />
fagocite (granulocite şi monocite/macrofage care au origine comună) şi imunocite celulele<br />
imunocompetente reprezentate de limfocitele B şi T. Leucocitele au un rol important în procesele<br />
de apărare ale organismului.<br />
Numărul leucocitelor în sângele periferic (6-8000 leucocite/mm 3 şi un volum total de<br />
numai 25 ml) este cu mult mai mic decât al eritrocitelor, dar cea mai mare parte a lor se află<br />
în ţesuturi.<br />
Leucopoieza este procesul de formare al leucocitelor ce are loc în măduva osoasă şi alte<br />
organe limfoide (timus, splină).<br />
Formarea leucocitelor porneşte de la celula tulpină (stem sau suşă) omnipotentă sau
40<br />
FIG 1.23. Acţiunea de tamponare<br />
a hemoglobinei<br />
pluripotentă care dă naştre la CFU-GEMM şi apoi celulelor orientate spre liniile mieloidă<br />
(granulocitară şi monocitară) şi limfoidă (limfocite B şi T) (FIG 1.16).<br />
Reglarea leucopoiezei se realizează prin mecanisme neuroumorale la care participă centri<br />
hipotalamici şi mai ales diferiţi factori de creştere (citokine). Termenul de neuroimunomodulare<br />
se referă tocmai la interrelaţia dintre sistemul nervos central şi sistemul imunologic realizată<br />
prin prezenţa la nivelul celulelor acestora a unor receptori comuni pentru interleukine dar şi<br />
pentru mulţi mediatori : dopamină, acetilcolină, catecolamine sau peptide.<br />
Au fost identificaţi 4 factori de stimulare ai coloniilor de leucocite (FSC) ce acţionează<br />
asupra diferitelor linii leucocitare:<br />
-GM-FSC factorul stimulator al coloniilor de granulocite şi monocite/macrofage<br />
-G-FSC factorul stimulator pentru granulocite<br />
-M-FSC factorul stimulator pentru macrofage<br />
-multi-FSC (IL 3) factorul stimulator multipotenţial<br />
Aceşti factori aparţin grupului mare al citokinelor, substanţe de natură glicoproteică cu rol<br />
în creşterea şi dezvoltarea celulelor. Citokinele secretate de limfocite şi capabile să influenţeze<br />
alte celule limfoide sau nelimfoide se mai numesc limfokine. Citokinele produse de leucocite<br />
care acţionează asupra altor leucocite poartă denumirea de interleukine (IL). Se descriu mai<br />
multe tipuri de interleukine, dintre acestea IL 2 fiind considerată ca un adevărat hormon al<br />
sistemului imun datorită acţiunii de stimulare a proliferării limfocitelor B şi T. Aceste substanţe<br />
se leagă de receptori specializaţi la nivelul membranelor celulare iniţiind apoi modificări citosolice<br />
şi nucleare legate de creşterea şi diferenţierea unui anumit tip de celulă.<br />
Macrofagele joacă un rol important prin producerea de IL 1 şi a factorului de necroză<br />
al tumorilor care stimulează limfocitele T, fibroblaştii şi celulele endoteliale care la rândul lor<br />
produc FSC şi IL 3 (FIG 1.25).<br />
Există deci o interacţiune complexă între diferitele celule implicate în răspunsul imunitar<br />
şi substanţele pe care acestea le produc.<br />
Prin multiplele lor implicaţii în procesele biologice, factorii de creştere ce influenţează<br />
celulele sanguine pot fi folosiţi pentru rolul lor de imunopotenţializare în practica transfuziilor,<br />
transplantul de măduvă osoasă, tratamentul SIDA sau al unor tumori.<br />
Lactoferina inhibă formarea coloniilor, iar substanţele imunosupresoare (ciclosporina,<br />
glucocorticoizii) inhibă producerea IL 2.<br />
1.3.6.2.2.Granulocitele sau polimorfonuclearele constituie seria mieloidă din care mai<br />
face parte şi seria monocito-macrofagică. Denumirea lor provine de la prezenţa granulaţiilor<br />
citoplasmatice şi aspectul polimorf al nucleului constituit din 3-5 lobi. Granulele pot fi de tip<br />
lizozomal ce conţin enzime (mieloperoxidaza, lizozim, hidrolaze) capabile să distrugă bacteriile<br />
sau granule secundare şi terţiare mai numeroase în celulele adulte cu conţinut bogat în enzime<br />
şi alte substanţe de natură proteică.<br />
Formarea granulocitelor are loc în mai multe etape pornindu-se de la celula tulpină<br />
omnipotentă (FIG 1.26).<br />
Durata vieţii lor este de 6-11 zile din care în circulaţie nu rămân mai mult de câteva ore.
41<br />
FIG 1.24.Schimbul de gaze la nivelul ţesuturilor<br />
In funcţie de afinitatea pentru coloranţi a granulelor citoplasmatice există neutrofile (65%),<br />
eozinofile (1-3%) şi bazofile (0.5%).<br />
Neutrofilele au rol important în procesele inflamatorii prin capacitatea lor de fagocitoză.<br />
Prezintă o mare mobilitate susţinută de prezenţa proteinelor de tip contractil (actina, miozina,<br />
tubulina) fiind atrase în special în locurile unde au pătruns particule străine organismului<br />
(chemotactism). Fagocitarea şi formarea unui aşa numit fagolizozom este urmată de fenomenul<br />
de degranulare care este cu atât mai intens cu cât numărul particulelor fagocitate este mai<br />
mare. Degranularea completă duce la distrugerea celulei. Eliberarea în ţesuturi a conţinutului<br />
granulelor poate avea efecte distructive locale. Activarea neutrofilelor prin stimularea unor<br />
receptori membranari sau contactul cu celulele endoteliale se caracterizează prin apariţia<br />
pseudopodelor, activarea metabolică, formarea de radicali superoxid, eliberarea substanţelor<br />
lizozomale, adezivitate crescută. IL 1 stimulează activarea granulocitelor şi migrarea lor. Activarea<br />
lor însoţită de reducerea presiunii în vasele mici poate favoriza obstrucţia capilară<br />
ceea ce înrăutăţeşte situaţia în cursul episoadelor ischemice.<br />
Eozinofilele sunt mult mai puţin numeroase şi nu fagocitează atât de intens. Sunt atrase<br />
mai ales de complexele antigen-anticorp, proteinele de origine parazitară sau alimentară,<br />
histamină. Granulaţiile lor mari se colorează în cărămiziu cu eozina şi conţin enzime, factori<br />
toxici (proteina bazică majoră) cu rol distructiv. Prin intermediul acestora au rol în apărarea<br />
contra unor paraziţi mari (helminţi), distrug unele celule tumorale, acţionează asupra căilor<br />
TABEL VI. Conţinutul şi formele gazelor sanguine (ml/100 ml sânge)
42<br />
aeriene la nivelul epiteliului şi a muşchilor netezi ai acestora ceea ce explică implicarea lor în<br />
astmul bronşic.<br />
Bazofilele posedă granulaţii ce se colorează în albastru închis şi sunt cele mai rare celule<br />
în sângele periferic. Au acţiuni asemănătoare cu mastocitele participând mai ales în procesele<br />
alergice prin substanţele eliberate (heparină, histamină, factori chemotactici, enzime). Aceste<br />
substanţe acţionează mai ales asupra celulelor musculare netede pe care le contractă precum şi<br />
asupra celulelor endoteliale care intervin în producerea vasodilataţiei şi creşterea permeabilităţii<br />
capilare contribuind la amplificarea mecanismelor de apărare (reacţia anafilactică).<br />
1.3.6.2.3.Monocitele sunt cele mai mari celule sanguine ajungând până la 20-30 µm. Au<br />
un nucleu reniform iar în citoplasmă există granulaţii fine de tip lizozomic. Se formează din<br />
celula tulpină omnipotentă având origine comună cu polimorfonuclearele.<br />
Proporţia lor în sângele periferic este de 6-8%, majoritatea lor migrând în ţesuturi unde<br />
sub influenţa unor factori cum ar fi endotoxinele bacteriene se activează şi se transformă în<br />
macrofage celule mari ce pot atinge 200 µm şi supravieţuiesc câteva luni. Macrofagele se<br />
găsesc în toate organele şi ţesuturile conjunctive (ficat, splină, măduvă osoasă, ganglioni<br />
limfatici, ţesuturile subcutanat şi osos, sistemul nervos, plămâni) şi deşi poartă diferite nume<br />
(celule Kupfer, microglii, osteoclaste) constituie împreună aşa numitul sistem al fagocitelor<br />
mononucleate cunoscut anterior ca sistem reticulo-endotelial sau reticulo-histiocitar.<br />
Monocitele şi macrofagele au mai multe acţiuni prin care participă în procesele de<br />
apărare:<br />
-fagocitează particulele străine mari, celulele lezate sau moarte şi resturile celulare<br />
comportându-se ca nişte “gunoieri”<br />
-acţionează specific împotriva unor microoganisme (bacilii leprei sau ai tuberculozei)<br />
-distrug prin efecte citotoxice directe celulele străine şi tumorale<br />
-prelucrează antigenele străine în fazele iniţiale ale proceselor imune, antigene care vor<br />
fi apoi prezentate limfocitelor T împreună cu complexul major de histocompatibilitate (“human<br />
leucocyte antigen” HLA) participând astfel la recunoaşterea lor (FIG 1.27)<br />
-eliberează radicali toxici ai oxigenului, factori cu acţiune bactericidă şi citotoxică, substanţe<br />
lipidice sau polipeptidice cu rol de mediatori ai răspunsului imun (interleukine, interferon,<br />
factorul de necroză al tumorilor, prostaglandine, leucotriene, factori de stimulare ai coloniilor,<br />
factorul activator al plachetelor, fibronectina). Substanţele cu acţiune toxică ajută la distrugerea<br />
şi fagocitarea antigenelor străine.<br />
1.3.6.2.4.Limfocitele sunt cele mai mici dintre leucocite (7-8 µm) au un nucleu mare, rotund<br />
si citoplasmă puţină dispusă deobicei excentric. Se formează din celula omnipotentă urmând<br />
linii separate pentru diferitele tipuri de limfocite.<br />
Există 2 tipuri principale de limfocite care nu pot fi diferenţiate pe criterii morfologice, ci<br />
doar după prezenţa unor receptori membranari specifici: limfocitele B şi T. Se mai dscrie şi o<br />
altă clasă de limfocite care au o funcţie citolitică spontană fiind denumite din această cauză<br />
celule “natural killer” (NK).<br />
Limfocitele B (LB) se maturează şi se diferenţiază în măduva hematogenă (“bone marrow”)<br />
şi posedă receptori pentru imunoglobuline. In stare nestimulată ele sintetizează imunoglobuline<br />
care aderă de suprafaţa lor dar nu sunt secretate. Stimularea LB face ca ele să prolifereze<br />
şi să se transforme în plasmocite celule mari cu un nucleu caracteristic în care cromatina estre<br />
dispusă în formă de spiţe de roată şi care vor secreta anticorpi. Limfocitele B se găsesc în sângele<br />
periferic, în măduva osoasă şi în alte organe limfoide. Există limfocite B cu memorie care<br />
au o viaţă mult mai lungă şi exprimă pe suprafaţă receptori de antigen mai ales de tip IgG şi<br />
IgA putându-se activa rapid la un nou contact cu antigenul.<br />
Limfocitele T (LT) iau naştere în măduva hematogenă dar se instruiesc în timus unde câştigă<br />
markeri caracteristici de diferenţiere celulară (CD). Aceşti markeri sunt structuri proteice sau<br />
glicoproteice de la nivelul membranelor prin care celulele se deosebesc între ele. Toate celulele<br />
T mature au markerul CD 3. Receptorul pentru antigen recunoaşte antigenul numai dacă îi este<br />
prezentat împreună cu moleculele complexului major de histocompatibilitate (HLA).<br />
Există mai multe tipuri de limfocite T care au fie rol reglator (LT “helper/inducer”, LT<br />
amplificatoare, LT supresoare, LT implicate în hipersensibilitatea întârziată), fie rol efector (LT<br />
citotoxice sau “killer”) fiecare tip având markeri de diferenţiere celulară (CD) caracteristici.
Limfocitele T “helper/inducer” stimulează activitatea LB, a LT citotoxice şi a celor supresoare<br />
intervenind deci atât în imunitatea umorală cât şi în cea celulară. Posedă markerul specific<br />
CD4.<br />
Limfocitele T amplificatoare favorizează formarea şi activitatea LT citoxice (“killer”) şi a<br />
celulelor NK mai ales prin intervenţia IL2. Markerul specific este tot CD4.<br />
Limfocitele T supresoare limitează răspunsul imun reducând formarea de anticorpi şi<br />
activitatea LT. Posedă markerul CD 5. Raportul normal dintre LT amplificatoare şi LT supresoare<br />
este de 2:1<br />
Limfocitele T implicate în hipersensibilitatea întârziată sunt tot un fel de celule inductoare<br />
ce au ca marker CD4 şi intervin prin activarea la locul reacţiei a unor celule mai ales macrofage.<br />
Participă în răspunsul inflamator de la nivelul pielii în reacţii de hipersensibilitate întârziată şi<br />
în respingerea grefelor.<br />
Limfocitele citotoxice sau “killer” acţionează direct şi specific fie asupra unor celule proprii<br />
modificate prin infectare cu virusuri sau a celulelor tumorale, fie asupra celulelor străine (grefe)<br />
pe care le distrug. Acţiunea distructivă se realizează prin eliberarea unor proteine cu acţiune<br />
toxică (perforine) ca şi a unor citokine (factorul de necroză al tumorilor b, interferon g). Ele<br />
recunosc un antigen specific prezentat de orice tip de celulă în asociere cu complexul major<br />
de histocompatibilitate. Au ca marker specific CD8.<br />
Celulele “natural killer” (NK) sunt capabile să distrugă celulele ţintă (celule tumorale, celule<br />
infectate cu virusuri) şi chiar bacterii,fungi sau paraziţi în absenţa unor markeri specifici<br />
limfocitari B sau T şi a unor receptori pentru antigen. Ele sunt limfocite mari şi granulare prezente<br />
în sângele şi în organele limfoide ale indivizilor normali neimunizaţi. Funcţia lor este stimulată de<br />
interferon şi deprimată de corticosteroizi.<br />
Creşterea numărului de leucocite peste valorile normale se numeşte leucocitoză şi apare în<br />
condiţii fiziologice după eforturile fizice, emoţii, după un prânz bogat în proteine, sub acţiunea<br />
razelor solare, la altitudine, în timpul gravidităţii. Cazurile patologice însoţite de leucocitoză<br />
sunt reprezentate de stările febrile, hemoragii, distrugeri celulare (intervenţii chirurgicale,<br />
traumatisme, fracturi), infecţii acute şi cronice, tumori. Leucocitoza se poate asocia cu creşterea<br />
proporţiei unui anumit tip de leucocite. Afecţiunile de sistem caracterizate prin mieloproliferare<br />
intensă (leucoze) se însoţesc de creşteri marcate ale numărului de leucocite.<br />
Scăderea leucocitelor sau leucopenia apare în stările carenţiale, în urma administrării unor<br />
medicamente sau după iradieri măduva hematogenă fiind foarte sensibilă la astfel de acţiuni<br />
din cauza unei rate foarte ridicate a turnover-ului leucocitar.<br />
1.3.6.2.5.Rolul leucocitelor în procesele de apărare ale organismului<br />
Organismul trebuie să se apere în permanenţă pentru a contracara acţiunea unor agenţi<br />
43<br />
FIG. 1.25. Interrelaţia dintre macrofage şi limfocitele T, rolul citokinelor
44<br />
patogeni sau a toxinelor lor. Capacitatea de a realiza acest lucru constituie rezistenţa iar lipsa<br />
acestei capacităţi constituie susceptibilitatea.<br />
Există mijloace de apărare nespecifice şi specifice.<br />
1.3.6.2.5.1.Mijloacele nespecifice reprezintă o varietate de reacţii moştenite care se manifestă<br />
în acelaşi fel împotriva unor agenţi patogeni diferiţi. Printre aceste mijloace trebuie menţionate mai<br />
întâi barierele naturale în calea pătrunderii microorganismelor-pielea şi mucoasele. In afara obstacolului<br />
mecanic la nivelul lor mai intervin acţiunile secreţiilor şi a substanţelor conţinute în acestea: secreţiile<br />
salivară şi lacrimală (lizozim), gastrică (HCl), intestinală (mucus, proteazele digestive).<br />
Există numeroase substanţe produse în organism cu acţiune nespecifică.<br />
Interferonii (α, β, γ) sunt proteine ce aparţin citokinelor şi au acţiune antivirală şi<br />
antitumorală. Sunt produşi de leucocite şi de alte celule. Interferonul γ sau imun este produs<br />
de limfocitele T şi are o acţiune imunomodulatoare.<br />
Complementul este un sistem alcătuit din mai multe proteine plasmatice ce se activează<br />
în cascadă având mai multe acţiuni: lizarea microorganismelor prin formarea unui complex<br />
de atac membranar, stimularea chemotaxiei pentru fagocite în cursul proceselor inflamatorii,<br />
favorizarea fagocitării prin opsonizare, înlăturarea complexelor imune prin transportul lor la ficat<br />
unde vor fi distruse. Opsoninele sunt imunoglobuline sau componente activate ale complementului<br />
care recunosc antigenele pe care le învelesc favorizând astfel fagocitarea lor.<br />
Properdina este o proteină ce interacţionează cu polizaharidele de pe suprafaţa unor<br />
bacterii sau fungi. Impreună cu complementul distruge mai multe tipuri de microorganisme<br />
prin citoliză, favorizează fagocitoza şi participă la declanşarea răspunsului inflamator.<br />
Lizozimul este o enzimă de tip hidrolazic prezentă în secreţiile lacrimală şi salivară ca şi în<br />
alte lichide biologice având capacitatea de a distruge membrana bacteriană.<br />
Spermina se găseşte în lichidul seminal<br />
având acţiuni asemănătoare.<br />
Proteina C reactivă este o globulină care<br />
se leagă de anumite microorganisme, participă<br />
la activarea complementului contribuind la opsonizarea<br />
şi fagocitarea acestora.<br />
1.3.6.2.5.1.1.Fagocitoza este procesul prin<br />
care microorganismele sau alte particule străine,<br />
complexele antigen-anticorp sunt inglobate şi<br />
apoi distruse de celulele fagocitare reprezentate<br />
de neutrofile şi de cele din sistemul monocitomacrofagic.<br />
Fagocitarea are loc în mai multe etape:<br />
-aderarea fagocitelor la particulele străine<br />
de care sunt atrase prin chimiotactism şi legarea<br />
lor de receptorii membranari concomitent cu<br />
modificarea polarizării electrice a membranei<br />
-inglobarea particulelor prin endocitoză ce<br />
se însoţeşte de creşterea Ca 2+ liber în citoplasmă<br />
şi eliberarea de ioni superoxid<br />
-fuzionarea vacuolei fagocitice cu lizozomii<br />
şi formarea unui fagolizozom în care se<br />
eliberează o serie de substanţe active (lizozim,<br />
FIG. 1.26. Etapele dezvoltării granulocitelor<br />
neutrofile<br />
mieloperoxidază, catepsina, elastaza, lactoferina,<br />
proteine cationice) care vor distruge<br />
particulele fagocitate.<br />
Degranularea masivă în cazul în care<br />
numărul particulelor fagocitate este mare duce la moartea celulelor fagocitare. Eliberarea în<br />
spaţiul pericelular a substanţelor lizozomale se poate însoţi de leziuni tisulare importante.<br />
1.3.6.2.5.1.2.Inflamaţia constituie un răspuns de apărare al organismului ce apare în urma<br />
unei leziuni tisulare produsă de microorganisme, agenţi fizici sau chimici.<br />
Semnele clinice ale inflamaţiei: roşeaţa, tumefierea, căldura, durerea şi uneori, depinzând
de locul şi extinderea procesului, tulburări ale funcţiei sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri<br />
dar suportul acestor modificări a putut fi descifrat doar relativ recent.<br />
Inflamaţia are rolul de a înlătura agenţii cauzatori de la locul leziunii, de a preveni<br />
răspândirea lor în organism şi de a pregăti ţesuturile atinse pentru refacere.<br />
Sunt descrise mai multe etape ale răspunsului inflamator:<br />
-vasodilataţia şi creşterea permeabilităţii capilare<br />
-formarea fibrinei<br />
-migrarea fagocitelor<br />
-formarea puroiului<br />
Vasodilataţia şi creşterea permeabilităţii capilare în zona afectată asigură intensificarea<br />
circulaţiei sanguine şi trecerea în ţesuturi a anticorpilor, fagocitelor, a fibrinogenului ca şi<br />
înlăturarea produşilor toxici ai microroganismelor pătrunse la nivelul acestora. Principala<br />
substanţă implicată în inducerea acestor modificări este histamina care se găseşte în multe<br />
celule dar mai ales în mastocite, bazofile şi trombocite. In plus mai intervin kininele, prostaglandinele,<br />
leucotrienele şi complementul.<br />
Vasodilataţia şi modificarea permeabilităţii cauzează înroşirea, edemul şi creşterea temperaturii<br />
în zona afectată. Durerea este cauzată de iritarea terminaţiilor nervoase libere de către<br />
numeroasele substanţe eliberate local, cel mai important rol avându-l bradikinina.<br />
Formarea fibrinei din fibrinogenul plasmatic ce a trecut în ţesuturi ca urmare a modificării<br />
permeabilităţii capilare are rolul de a împiedica răspândirea microorganismelor care sunt prinse<br />
în reţeaua filamentelor de fibrină.<br />
Migrarea fagocitelor prin chemotactism este favorizată de IL 1 şi de factorul<br />
de necroză al tumorilor eliberate de mononucleare. Primele care intervin sunt macrofagele<br />
tisulare din zona lezată şi apoi neutrofilele. Aglomerarea neutrofilelor<br />
este urmată de cea a monocitelor care se vor transforma apoi în macrofage<br />
care sunt mai eficiente în fagocitoză. Pentru a-şi realiza acest rol fagocitele trebuie<br />
activate, proces care se realizează sub acţiunea unor liganzi care se leagă de receptorii membranari.<br />
Aceşti liganzi provin din degradarea proteinelor bacteriene şi tisulare, din desfacerea<br />
componentelor complementului, din constituienţii granulelor trombocitare şi mastocitare<br />
sau din derivaţii lipidici<br />
Activarea leucocitelor realizată prin intervenţia proteinelor G şi a fosfolipazei C, a mesagerilor<br />
reprezentaţi de inozitol trifosfat şi diacylglicerol urmată de creşterea Ca 2+ citosolic are drept<br />
urmare activarea complementului şi eliberarea enzimelor lizozomale, a produşilor toxici ai O 2<br />
45<br />
FIG. 1.27. Cooperarea dintre macrofage şi<br />
limfocitele T în recunoaşterea antigenelor<br />
străine (nonself) şi a celor proprii (self)<br />
aparţinând sistemului HLA<br />
şi a mediatorilor lipidici. Aceşti produşi distrug microorganismele, contribuie la activarea şi<br />
degranularea leucocitelor şi a mastocitelor. Unii dintre ei produc contracţia musculaturii netede<br />
bronşice însoţită de edem al mucoasei căilor aeriene sau cresc permeabilitatea vasculară<br />
şi afectează activitatea musculaturii netede vasculare.<br />
Formarea puroiului este consecinţa fenomenelor anterior descrise, acesta fiind un lichid<br />
vâscos format din leucocite vii sau distruse şi alte resturi celulare. El poate fi drenat spre exterior,<br />
poate fi degradat treptat şi înlăturat sau poate colecta sub forma unui abces.<br />
Inflamaţia se poate însoţi de febră caracterizată prin creşterea temperaturii corporale
46<br />
cu rolul de a inhiba dezvoltarea microorganismelor şi de a accelera reacţiile de apărare. In<br />
afara febrei se produce un răspuns sistemic numit de “fază acută” care se caracterizează prin<br />
eliberarea unor proteine active (fibrinogen, componente ale complementului, inhibitori ai<br />
proteazelor, proteina C reactivă).<br />
1.3.6.2.5.2.Mijloacele specifice de apărare sunt constituite de mecanismele imunologice.<br />
1.3.6.2.5.2.1.Imunitatea este procesul prin care organismul îşi păstrează individualitatea<br />
făcând diferenţa între ceea ce îi este propriu (“self”) şi ceea ce îi este străin (“non self”) pe care<br />
îl distruge prin intervenţia unor celule (imunocite) şi a unor molecule specifice (anticorpi).<br />
Există o autotoleranţă imunologică prin care organismul îşi tolerează elementele proprii<br />
apărute în timpul dezvoltării fetale în paralel cu sistemul imunitar.<br />
Imunitatea se poate dobândi în mod activ sau pasiv ca rezultat al contactului cu un antigen,<br />
pe cale naturală sau artificială.<br />
Imunitatea activă dobândită natural se obţine în urma contactului cu un microorganism<br />
împotriva căruia va produce anticorpi şi/sau limfocite T. Acest tip de imunitate poate dura ani<br />
sau chiar toată viaţa.<br />
Imunitatea pasivă dobândită natural se obţine prin transferul de anticorpi de la mamă<br />
la făt prin intermediul placentei sau după naştere prin laptele matern. Durata acestui tip de<br />
imunitate este de doar câteva săptămâni sau luni.<br />
Imunitatea activă dobândită artificial este obţinută prin vaccinare adică prin administrarea<br />
unui antigen care fără a fi patogen poate stimula producţia de anticorpi proprii. Vaccinurile sunt<br />
constituite din germeni vii atenuaţi prin diferite procedee sau omorîţi. Toxoizii sau anatoxinele<br />
conţin toxine bacteriene inactivate (anatoxina tetanică). Imunitatea obţinută în acest fel poate<br />
dura câţiva ani sau toată viaţa.<br />
Imunitatea pasivă dobândită artificial se obţine prin injectarea unor anticorpi gata formaţi<br />
(γ globuline).<br />
1.3.6.2.5.2.2.Antigenul poate fi orice substanţă (proteină, polizaharid sau chiar molecule<br />
mici numite haptene dacă acestea sunt combinate cu molecule purtătoare mari) pe care organismul<br />
o recunoaşte ca străină (“non self”) şi care declanşează un răspuns imun (producerea<br />
de anticorpi sau activarea imunocitelor).<br />
Microorganismele în întregime sau numai o parte a acestora (flageli, capsule, toxine) pot<br />
constitui antigene la fel ca şi anumite alimente sau medicamente, polenul, ţesuturi, celule,<br />
produse biologice umane sau animale, insecte.<br />
Anticorpii nu se formează împotriva întregului antigen ci numai a unei părţi a acestuia<br />
o grupare chimică specifică situată la suprafaţă care constituie determinanta antigenică sau<br />
epitopul.<br />
Antigenele de histocompatibilitate sunt molecule de membrană comune tuturor celulelor<br />
din acelaşi organism.<br />
1.3.6.2.5.2.3.Anticorpii sunt proteine plasmatice ce aparţin grupului γ globulinelor numite<br />
şi imunoglobuline.<br />
IgG constituie majoritatea imunoglobulinelor din sânge. Ele neutralizează toxinele bacteriene,<br />
opsonizează microbii, pot traversa bariera placentară protejând fătul şi nou născutul.<br />
IgM sunt cele mai mari imunoglobuline, au o eficienţă mai mare în distrugerea microorganismelor,<br />
dar nu trec prin placentă sau prin pereţii vasculari.<br />
IgA se găsesc în sânge sau secreţiile mucoaselor (salivă, secreţia bronşică, intestinală,<br />
lapte, lacrimi) neutralizează toxine şi aglutinează bacterii şi ciuperci asigurând protecţia mucoaselor.<br />
IgD se găsesc mai ales la nivelul membranelor celulare.<br />
IgE se găsesc în sânge în cantităţi mici, cantitatea lor crescând în bolile alergice, parazitare.<br />
Se leagă de mastocite şi bazofile prin receptori.<br />
Anticorpii sunt constituiţi dintr-o unitate de bază, un tetramer cu 2 lanţuri uşoare (L) şi<br />
2 grele (H). Zonele aminoterminale ale acestor lanţuri se combină cu antigenul specific (FIG<br />
1.28).<br />
Legarea anticorpilor de antigene duce la formarea unor complexe imune. Capacitatea anticorpilor<br />
de a reacţiona cu antigenele specifice depinde de diversitatea structurală determinată
genetic a capetelor aminoterminale ale lanţurilor grele şi uşoare.<br />
In diferite stadii ale răspunsului imun limfocitele B stimulate şi diferenţiate în plasmocite<br />
secretă diferite clase de imunoglobuline (IgM şi apoi IgG) împotriva aceluiaş antigen.<br />
Există anticorpi naturali prezenţi în organism fără o imunizare prealabilă, anticorpii (IgM)<br />
împotriva antigenelor eritrocitare A şi B.<br />
Este posibil să se obţină imunoglobuline de la un singur plasmocit cuplat cu o celulă<br />
tumorală cu care formează un hibridom. Acesta începe o clonă formată dintr-o linie de celule<br />
descendente dintr-o singură celulă şi care vor forma numai anticorpi monoclonali. Aceştia<br />
sunt folosiţi atât în scopuri experimentale cât şi în scop diagnostic (dozarea unor hormoni,<br />
transplante) şi terapeutic (boli infecţioase produse de bacterii şi virusuri, leucemii, tumori).<br />
1.3.6.2.5.2.4.1.Răspunsul imunologic mediat pe cale umorală. Anticorpii sunt la baza<br />
răspunsurilor imunologice mediate pe cale umorală. După administrarea unui antigen anticorpii<br />
apar după câteva zile ating un maxim după 2-3 săptămâni şi apoi scad. La o a 2-a administrare<br />
a aceluiaş antigen creşterea anticorpilor este mai rapidă şi are o durată mai lungă datorită<br />
limfocitelor B cu memorie (răspuns anamnestic).<br />
Antigenele ajunse în organism sunt preluate de monocite şi macrofage prelucrate şi<br />
apoi prezentate limfocitelor B. Acest lucru nu este însă suficient, pentru a induce eliberarea<br />
anticorpilor fiind necesar un stimul suplimentar furnizat de LT helper şi de macrofagele care<br />
au venit în contact cu antigenele prin intermediul IL 2. In urma acestui stimul suplimentar LB<br />
proliferează şi se transformă în plasmocite sau devin LB cu memorie care pot răspunde mai<br />
rapid în cazul reapariţiei aceluiaş antigen (FIG 1.29)<br />
Fiecare antigen activează numai celulele B predeterminate pentru a secreta anticorpi<br />
specifici acelui antigen pentru că posedă anticorpi de suprafaţă care au rolul de receptori.<br />
Există milioane de configuraţii moleculare diferite capabile să reacţioneze cu un mare număr<br />
de posibile antigene sau combinaţii ale acestora, organismul putând recunoaşte cam 1 milion<br />
de epitopi sau determinanţi antigenici.<br />
Anticorpii pot ataca antigenele direct sau indirect. Atacul direct<br />
are loc prin distrugerea microorganismelor, aglutinarea lor sau precipitarea toxinelor. Opsonizarea<br />
sau neutralizarea toxinelor favorizează fagocitoza.<br />
Atacul indirect se realizează prin activarea complementului mai ales prin intervenţia IgM<br />
şi IgG.<br />
Activarea limfocitelor de către antigene induce şi formarea LT supresoare care<br />
controlează producţia de anticorpi împiedicând proliferarea LT helper şi transformarea<br />
LB.<br />
Mecanismele umorale sunt implicate în reacţiile alergice.<br />
Alergia este o reacţie exagerată la un stimul antigenic la reîntâlnirea cu acesta. Pătrunderea<br />
antigenelor se face de obicei pe cale respiratorie sau digestivă şi este urmată de producerea<br />
unui număr exagerat de IgE care se leagă de mastocite şi bazofile inducând eliberarea de<br />
substanţe active (mai ales histamină şi leucotriene). Alergia se mai poate dezvolta şi în cazul<br />
în care LT supresoare care inhibă producerea IgE sunt ineficiente. Hipersensibilitatea poate fi<br />
imediată şi tardivă.<br />
Hipersensibilitatea imediată (anafilaxia) este dependentă de IgE şi poate fi extrem de<br />
gravă (şocul anafilactic) putând duce la moarte prin scăderea marcată a presiunii arteriale şi<br />
tulburări respiratorii datorită bronhoconstricţiei.<br />
Hipersensibilitatea întârziată (de tip tuberculinic) apare la 48-72 ore sub formă de induraţie<br />
şi edem în care sunt implicate limfocitele T.<br />
1.3.6.2.5.2.4.2.Răspunsul imunologic mediat pe cale celulară. Imunitatea celulară are la<br />
bază intervenţia LT sensibilizate în prealabil prin contactul cu macrofagele care au preluat<br />
şi prelucrat antigenele pe care le vor prezenta limfocitelor împreună cu antigenele proprii<br />
aparţinând sistemului HLA. Macrofagele mai participă la acest proces şi prin secreţia de IL 1 şi<br />
interferon care stimulează diferenţierea diferitelor tipuri de LT (FIG 1.30).<br />
Recunoaşterea imunologică a ceea ce este propriu sau străin necesită ca LT să interacţioneze<br />
cu molecule specifice aflate pe suprafaţa celulelor şi care sunt produse de gene aflate pe cromozomul<br />
6 constituind complexul major de histocompatibilitate sau HLA.<br />
Moleculele specifice sunt clasificate în 2 clase. Cele aparţinând clasei I se găsesc pe toate<br />
47
48<br />
celulele nucleate, în timp ce acelea aparţinând clasei II se găsesc numai pe anumite celule<br />
(celulele progenitoare hematopoietice, limfocitele B, celulele sistemului monocito-macrofagic,<br />
limfocitele T activate). Limfokinele şi interferonul produse de LT cresc numărul moleculelor de<br />
clasa II.<br />
Moleculele de clasa I sunt implicate în sensibilizarea LT citotoxice faţă de antigenele virale<br />
sau celulare care apar pe suprafaţa celulelor infectate cu virusuri.<br />
In producerea anticorpilor ca şi în iniţierea răspunsurilor celulare LT “helper” trebuie să<br />
recunoască fragmentele imunogenice ale antigenelor împreună cu moleculele de clasa II de<br />
pe suprafaţa macrofagelor sau a LB.<br />
Autoimunitatea se referă la dereglarea capacităţii de a recunoaşte ceea ce este propriu şi<br />
producerea unor autoanticorpi împotriva unor autoantigene.<br />
Pierderea autotoleranţei este posibilă în mai multe situaţii:<br />
-substanţele potenţial autoantigenice existente în organism şi tolerate în cantităţi mici<br />
cresc mult depăşind limita autotoleranţei<br />
-apariţia unor reacţii încrucişate datorită legăturilor între structurile antigenice proprii şi<br />
cele străine, anticorpii reacţionând şi împotriva structurilor proprii<br />
-modificarea unor molecule neimunogene proprii care nu mai pot fi recunoscute de<br />
sistemul imunologic<br />
-anomalii ale sistemului imunitar mai ales la nivelul celulelor imunocompetente.<br />
Pierderea autotoleranţei permite apariţia unor boli denumite autoimune (miastenia gravis,<br />
oftalmia simpatică, artrita reumatoidă, tiroidita Hashimoto).<br />
Sindromul de imunodeficienţă dobândită (SIDA sau AIDS) se produce datorită intervenţiei<br />
unui virus limfotrop (HIV sau HTLV-III) care suprimă capacitatea de apărare imunologică prin<br />
inhibarea activităţii LT “helper”. Scăderea rezistenţei organismului face ca acesta să fie susceptibil<br />
la infecţii cu germeni oportunişti şi la acţiunea oncogenă a virusurilor.<br />
LT citotoxice şi macrofagele realizează şi o adevărată “supraveghere imunologică” prin<br />
care recunosc şi distrug celulele care au suferit o transformare canceroasă şi au exprimat pe<br />
suprafaţa lor antigene tumorale specifice.<br />
Demonstrarea existenţei unor anticorpi antireceptor (anti β receptor) sau antihormon<br />
(anti insulină) ca şi producerea unor anticorpi blocanţi sau stimulatori ai receptorilor oferă<br />
posibilităţi terapeutice noi în unele afecţiuni în care sunt afectate mecanismele comunicării<br />
intercelulare.<br />
1.3.6.3.Trombocitele<br />
Trombocitele provin din megacariocite sunt într-un număr de 150000-300000/mm 3 şi au 2-3 µm<br />
diametru.<br />
Pe suprafaţa lor există glicoproteine cu rol de receptori (GP ) pentru diferite substanţe, cele mai<br />
importante fiind GP IIb IIIa (receptor pentru fibrinogen) şi GP Ib (receptor pentru factorul von Willebrand)<br />
în lipsa cărora se produc tulburări ale hemostazei<br />
Scăderea numărului de trombocite sub 20000/mm 3 produce sângerări spontane<br />
Granulele trombocitare conţin numeroase substanţe care le influenţează activitatea atunci când<br />
sunt eliberate (ADP, serotonina, tromboglobulina, factori de coagulare, trombospondina, fibronectina)<br />
Principalul rol al trombocitelor este în hemostază<br />
Activitatea trombocitelor în hemostază se desfăşoară în mai multe faze : aderare, activare, eliberare,<br />
stabilizarea agregatelor<br />
Un rol important în activarea trombocitelor îl au ADP şi produşii de oxidare ai acidului arahidonic<br />
(TxA2 şi PAF)<br />
Comportamentul plachetar poate fi influenţat prin consumul de acizi graşi polinesaturaţi, administrarea<br />
de aspirină în doze mici, evitarea fumatului şi a consumului exagerat de grăsimi.<br />
1.3.6.3.1.Caracteristici morfofuncţionale Trombocitele sau plachetele sanguine sunt cele<br />
mai mici elemente figurate ale sângelui (2-3 µm) care provin dintr-o celulă de mari dimensiuni<br />
numită megacariocit. Aceasta îşi are origina tot în celulele tulpină omnipotente care ajunse la
FIG 1.28. Alcătuirea schematică a unui anticorp.<br />
Zonele aminoterminale ale lanţurilor<br />
uşoare şi grele care se combină cu antigenele<br />
sunt reprezentate în negru<br />
49<br />
maturitate expulzează de la nivelul citoplasmei devenită granulară câteva mii de trombocite.<br />
Trombocitele mature au forma unui disc biconvex cu o structură complexă în care există<br />
o zonă periferică hialomerul şi una centrală bogată în granule-granulomerul (FIG 1.31).<br />
Membrana trombocitelor prezintă numeroase invaginaţii care se continuă cu un sistem<br />
canalicular deschis care serveşte preluării Ca 2+ şi eliberarea produşilor intracelulari.<br />
Există de asemenea un sistem tubular dens constituit dintr-un reticul endoplasmatic<br />
neted care nu comunică cu exteriorul dar se întrepătrunde cu sistemul canalicular deschis.<br />
Cele 2 sisteme tubulare constituie suportul reglării mişcărilor Ca 2+ foarte importante pentru<br />
activarea trombocitelor.<br />
La suprafaţa trombocitelor există receptori specifici pentru diferite substanţe (colagen,<br />
ADP, serotonină, factorul von Willebrand). Aceşti receptori sunt de natură glicoproteică (GP)<br />
şi sunt de mai multe tipuri GP I,II,III,IV cu subfracţiunile a şi b.<br />
In jurul trombocitelor se găsesc adsorbiţi numeroşi componenţi plasmatici care participă<br />
la coagulare.<br />
Chiar sub membrană există un sistem microtubular circumferenţial format dintr-o proteină (tubulina)<br />
care serveşte ca citoschelet. Menţinerea formei discoidale a trombocitelor este datorată<br />
pe de o parte reţelei de microtubuli iar pe de alta prezenţei unor proteine contractile (actină,<br />
miozină, tropomiozina). Stabilizarea sau destabilizarea filamentelor de actină este importantă<br />
pentru activarea trombocitelor.<br />
La trombocitele nestimulate scheletul membranar căptuşeşte interiorul mebranei de care<br />
este legat. In timpul activării reversibile el rămâne intact, dar ulterior ca urmare a acţiunii unei<br />
proteaze Ca 2+ dependente scheletul se rupe ceea ce duce la modificări ireversibile.<br />
Trombocitele poseă numeroase organite (corpi denşi, granule α, mitocondrii, lizozomi).<br />
Corpii denşi conţin Ca 2+ , ADP, serotonina.<br />
Granulele a conţin proteine specifice (β tromboglobulina), factori de creştere plachetari,<br />
proteine plasmatice, trombospondina, fibronectina.<br />
Trombospondina se leagă de receptorul GP IIb IIIa şi de fibrinogen în cazul stimulării<br />
plachetare indusă de trombină şi ADP permiţând coeziunea acestora. Trombospondina este<br />
sintetizată şi în alte celule (fibroblaşti, monocite, celule endoteliale) favorizând adeziunea lor<br />
de matricea extracelulară.<br />
Lipsa GP IIb IIIa duce la apariţia unei boli denumită trombastenia Glanzmann caracterizată<br />
prin imposibilitatea agregării trombocitare cu tulburări ale hemostazei.<br />
Fibronectina care se găseşte şi în plasmă este o proteină cu proprietăţi adezive şi prin<br />
legarea sa de fibrină sub influenţa F XIII are rol în promovarea agregării plachetare sub influenţa<br />
trombinei. Favorizează de asemenea fagocitoza acţionând ca o opsonină şi ajută la vindecarea<br />
rănilor inducând migrarea fibroblaştilor spre locul lezat.<br />
Durata vieţii trombocitelor este de<br />
9-11 zile, 10-15% se distrug în procesul de<br />
hemostază şi menţinerea integrităţii vasculare<br />
iar restul se distrug în ficat, plămâni<br />
şi splină.<br />
Numărul trombocitelor este 150000-<br />
300000/mm 3 din care cam 2/3 se găsesc în<br />
sânge iar restul în diferite organe.<br />
Scăderea numărului de trombocite<br />
trombocitopenia este menţionată în condiţii<br />
fiziologice (graviditate, ciclul menstrual sau<br />
la nou născut) sau în cursul unor afecţiuni<br />
(neoplazii, intoxicaţii, iradieri). Scăderea<br />
sub 20000/mm 3 produce sângerări spontane<br />
deoarece chiar la un stres minimal la<br />
nivel capilar se produc adevărate găuri care<br />
nemaiputând fi astupate permit scurgerea<br />
sângelui şi apariţia de peteşii.<br />
Creşterile fiziologice apar în cursul diges-
50<br />
tiei, efortului sau la altitudine iar creşterile patologice sau trombocitemiile în unele boli infecţioase<br />
sau în sindroamele mioproliferative.<br />
Tulburările funcţiilor trombocitare produc aşa numitele trombocitopatii (constituţionale<br />
sau dobândite) ce duc la apariţia de hemoragii la nivelul micilor vase manifeste la nivelul pielii<br />
prin purpură.<br />
Reglarea producerii trombocitelor este mai puţin cunoscută fiind sub influenţa unor factori<br />
umorali (trombopoietina, IL 3, MK-FSC şi GM-FSC)<br />
Rolurile trombocitelor sunt numeroase datorită intervenţiei lor într-o serie de procese<br />
fiziologice. Principalul rol este în hemostază prin formarea dopului hemostatic şi prin punerea<br />
în libertate a unor substanţe care accelerează coagularea.<br />
In afara acestui rol trombocitele mai intervin în :<br />
-protejarea pereţilor vasculari şi menţinerea permeabilităţii vaselor<br />
-transportul unor substanţe vasoactive (serotonină, catecolamine)<br />
-procesele inflamatorii şi reacţiile imunologice<br />
1.3.6.3.2.Rolul trombocitelor în hemostază.<br />
Suprafaţa internă a vaselor este formată dintr-un strat de celule endoteliale<br />
aşezate pe o membrană bazală înconjurată de ţesutul conjunctiv bogat în fibre<br />
de colagen. Această suprafaţă internă asigură lipsa adezivităţii pentru celulele<br />
sanguine circulante prevenind astfel coagularea sângelui deşi chiar la nivelul endoteliului<br />
normal se pot produce, cu totul izolat, mici coaguli.<br />
In cazul unor leziuni ale pereţilor vasculari induse de cele mai variate cauze (traumatisme,<br />
catecolamine, endotoxine, complexe imune,<br />
hipercolesterolemie, kinine, modificarea<br />
condiţiilor hemodinamice însoţite<br />
de creşterea stresului de forfecare)<br />
adezivitatea creşte datorită expunerii fibrelor<br />
de colagen şi a electronegativităţii<br />
zonei lezate. Cele care aderă primele sunt<br />
trombocitele care au o afinitate deosebită<br />
pentru aceste zone (FIG 1.32).<br />
Activitatea trombocitelor în procesul<br />
hemostazei se desfăşoară în mai multe<br />
faze:<br />
-aderarea la locul lezat necesită<br />
prezenţa factorului von Willebrand (FvW)<br />
produs de celulele endoteliale şi care<br />
circulă în plasmă legat de F VIII. El face<br />
parte din grupul proteinelor de adeziune<br />
dar şi din grupul proteinelor de fază acută<br />
ce apar în cursul proceselor inflamatorii.<br />
FvW este preluat de receptorii membranari<br />
trombocitari reprezentaţi de GP Ib.<br />
Lipsa lui sau a GP Ib împiedică adeziunea<br />
FIG.1.29. Rolul limfocitelor B<br />
plachetară ceea ce duce la o tendinţă de<br />
sângerare severă.<br />
-activarea trombocitelor după aderare<br />
este urmată de creşterea masei acestora, modificarea formei lor (devin mai sferice), reorganizarea<br />
fosfolipidelor membranare, modificări citoscheletale, activarea proteinelor contractile. In<br />
activarea trombocitelor un rol important îl joacă ADP şi produşii de oxidare ai acidului arahidonic<br />
eliberaţi chiar de trombocite alături de alţi factori în cadrul reacţiei de eliberare.<br />
-reacţia de eliberare duce la expulzarea conţinutului diferitelor granule trombocitare prin<br />
intermediul sistemului canalicular deschis. Se eliberează astfel o serie de substanţe (ADP, IgG,<br />
fibrinogen, FvW, FV, tromboglobulina, trombospondina, factori plachetari, factori de creştere,
serotonină) ce acţionează asupra trombocitelor şi asupra vaselor intervenind în coagulare,<br />
atrag leucocitele şi influenţează activitatea celulelor musculare netede.<br />
Mecanismul acţiunii acestor factori după legarea de receptorii membranari, mai ales a<br />
ADP şi a produşilor de oxidare ai acidului arahidonic, implică participarea proteinelor G, a<br />
fosfolipazei C, a diacylglicerolului şi a inozitol trifosfatului şi creşterea Ca 2+ intracelular. Ca 2+<br />
activează proteinele contractile şi influenţează reorientarea proteinelor citoscheletale care<br />
favorizează modificarea formei, contracţia lor şi eliberarea substanţelor. In plus Ca 2+ activează o<br />
protează (calpaina) care activează fosfolipaza A 2.<br />
Aceasta eliberează acidul arahidonic de la nivelul fosfolipidelor membranare care se<br />
oxidează urmând calea lipooxigenazei cu formarea de leucotriene (LT) sau calea ciclooxigenazei<br />
cu formarea tromboxanului A2 (TxA 2<br />
) care are efecte agregante şi vasoconstrictoare (FIG 1.33).<br />
Acţiunea tromboxanului este combătută de prostaciclina (PGI 2<br />
) produsă de celulele endoteliale<br />
care acţionează prin creşterea nivelului AMPc urmată de reducerea nivelului Ca 2+ citosolic.<br />
Tot sub influenţa fosfolipazei A 2 se formează un alt autacoid fosfolipidic numit<br />
factorul activator plachetar (PAF). Acesta se produce nu numai în trombocite ci<br />
51<br />
FIG.1.30. Rolul limfocitelor T<br />
şi în alte celule (leucocite, megacariocite, celulele endoteliale). Pe lângă stimularea<br />
activităţii plachetelor şi a neutrofilelor, a monocitelor/macrofagelor, PAF acţionează<br />
şi asupra endoteliului vascular (creşte permeabilitatea, favorizează formarea de<br />
trombi plachetari şi aterogeneza).<br />
-Formarea şi stabilizarea agregatelor se realizează sub influenţa colagenului şi a micilor<br />
cantităţi de fibrină formate în urma leziunilor vasculare. Aceste substanţe alături de ADP şi de<br />
TxA2 induc exprimarea receptorilor pentru fibrinogen reprezentaţi de GP IIb IIIa favorizând<br />
agregarea trombocitelor reversibilă în prima fază. Agregarea devine ireversibilă prin intervenţia<br />
trombospondinei care se leagă de fibrinogen şi de GP IV. La acest proces de stabilizare a agregatelor<br />
un rol imortant îl are şi ADP care eliberat sub influenţa colagenului şi trombinei se leagă<br />
de receptori specifici ajutând interacţiunea dintre fibrinogen şi GP IIb IIIa.<br />
Există o interdependenţă între agregarea plachetară şi coagulare. Factorii plachetari<br />
fosfolipidici accelerează coagularea prin interrelaţia cu FVIII, FIX, FV şi FX. Cantităţile mici de<br />
fibrină formate cuprind trombocitele şi activează FXIII ceea ce explică modul în care coagularea<br />
începe în jurul agregatelor plachetare.<br />
Activitatea plachetară în zonele lezate este influenţată şi de eritrocite sau leucocite care<br />
pot elibera substanţe ce cresc tendinţa de aderare şi agregare mai ales în locurile cu circulaţie
52<br />
turbulentă.<br />
Influenţarea comportamentului plachetar are importanţă pentru prevenirea unor tulburări<br />
circulatorii cauzate de trombocite. Consumul de acizi graşi polinesaturaţi (ulei de peşte) reduce<br />
eliberarea acidului arahidonic din fosfolipidele membranare, aspirina în doze mici inhibă<br />
ciclooxigenaza reducând formarea TxA2. Gingkolidele extrase dintr-o plantă inhibă acţiunea<br />
PAF prin împiedicarea mobilizării Ca 2+ . In schimb fumatul şi regimul alimentar bogat în grăsimi<br />
animale ca şi lipsa activităţii fizice favorizează creşterea adezivităţii şi formarea agregatelor<br />
plachetare.<br />
1.3.7.Hemostaza. Coagularea şi fibrinoliza.<br />
Hemostaza constituie ansamblul proceselor fiziologice care ca efecte prevenirea şi oprirea<br />
sângerărilor.<br />
Coagularea sângelui se produce ca urmare a transformării fibrinogenului în fibrină prin acţiunea a<br />
12 factori de coagulare ce acţionează în cascadă.<br />
Factorii coagulanţi sunt următorii:<br />
I fibrinogenul<br />
VIII antihemofilic A<br />
II protrombina<br />
IX antihemofilic B<br />
III tromboplastina tisulară<br />
X Stuart-Prower<br />
IV Ca 2+<br />
XI antihemofilic C<br />
V proaccelerina<br />
XII Hageman<br />
VII proconvertina<br />
XIII stabilizatorul fibrinei<br />
Factorii dependenţi de vitamina K sunt F II, VII, IX şi X<br />
Coagularea se desfăşoară în 3 faze: formarea tromboplastinei, formarea trombinei şi formarea<br />
fibrinei.<br />
Coagularea este iniţiată prin 2 mecanisme: intrinsec la care participă factorii IV, VIII, IX, XI şi XII şi<br />
extrinsec la care paarticipă factorii III,IV şi VII.<br />
Trombina este factorul cheie al coagulării care transformă fibrinogenul în fibrină şi participă la<br />
activarea factorilor V,VIII,XI şi XIII.<br />
Factorii anticoagulanţi fiziologici (endogeni) sunt heparina şi cofactorul său antitrombina III, proteinele<br />
vitamina K dependente C şi S<br />
Factorii anticoagulanţi exogeni (nefiziologici) sunt derivaţii cumarinici (antivitamine K), oxalaţii,<br />
citraţii, EDTA, hirudina, veninurile unor şerpi<br />
Fibrinoliza este procesul prin care fibrina insolubilă este transformată în 4 polipeptide E, D, X, Y.<br />
Este catalizat de plasmină enzimă provenită din plasminogen sub acţiunea unor activatori proveniţi din<br />
endoteliul vascular<br />
Inhibitorii fibrinolizei sunt reprezentaţi de α2 antiplasmina, α2 macroglobulina şi inhibitorul activatorului<br />
plasminogenului<br />
Dezechilibrul dintre factorii coagulanţi şi fibrinoliză duce la apariţia trombozei arteriale sau venoase<br />
cu posibilitatea producerii de embolii<br />
Alterarea hemostazei prin implicarea unor factori coagulanţi, vasculari sau trombocitari produce<br />
sindromul hemoragipar.<br />
1.3.7.1.Hemostaza constituie ansamblul fenomenelor fiziologice care au ca efecte prevenirea<br />
şi oprirea sângerărilor contribuind şi la refacerea integrităţii ţesuturilor lezate. In hemostază<br />
intervin factori vasculari, trombocitele, factorii de coagulare şi cei anticoagulanţi, fibrinoliza.<br />
Aceşti factori aflaţi în echilibru sunt implicaţi în mai multe procese:<br />
-contracţia şi retracţia vaselor sanguine lezate sub acţiunea unor substanţe<br />
active eliberate local (serotonina) sau prin acţiunea reflexă iniţiată de agentul care a produs<br />
leziunea<br />
-aderarea şi agregarea trombocitelor şi formarea cheagului alb care acţionează ca un dop<br />
hemostatic<br />
-coagularea plasmei în jurul acestui dop cu formarea cheagului roşu care conţine eritrocite<br />
urmată de retracţia cheagului<br />
-fibrinoliza şi vindecarea leziunii<br />
Echilibrul dintre procesele de coagulare şi fibrinoliză stă la baza menţinerii fluidităţii sângelui,<br />
a permeabilităţii vaselor împiedicând obstrucţia acestora prin depuneri de fibrină.<br />
1.3.7.2.Coagularea sângelui constă în transformarea fibrinogenului plasmatic în fibrină<br />
sub influenţa factorilor coagulanţi activaţi. Activarea lor se face treptat în “cascadă” printr-un
53<br />
FIG 1.31. Structura trombocitului<br />
proces de amplificare enzimatică proteolitică.<br />
1.3.7.2.1.Factorii coagulanţi sunt în majoritatea lor de natură proteică (glicoproteine<br />
aparţinând grupului globulinelor) ce se sintetizează în ficat. Unii dintre aceşti factori (F II, VII, IX,<br />
X) necesită pentru sinteză vitamina K constituind grupul de factori vitamina K-dependent.<br />
Există 12 factori de coagulare numerotaţi cu cifre romane de la I la XIII, factorul VI fiind exclus<br />
neavând o individualitate proprie. Fiecare din aceşti factori poartă şi alte denumiri.<br />
F I este fibrinogenul, glicoproteină de natură globulinică ce se formează în ficat<br />
F II, protrombina se formează în ficat şi este precursorul trombinei. Este o glicoproteică.<br />
de natură globulinică.<br />
F III tromboplastina tisulară sau trombokinaza este un complex fosfo-lipido-proteic ce se<br />
găseşte în toate ţesuturile în special în creier şi plămâni.<br />
F IV este reprezentat de Ca 2+ el intervenind aproape în toate fazele coagulării.<br />
F V proaccelerina sau globulina acceleratoare se formează în ficat, este o glicoproteină.<br />
Ea se găseşte numai în plasma proaspătă dispărând prin coagulare.<br />
F VII proconvertina sau cotromboplastina se formează în ficat şi este o glicoproteină de<br />
natură globulinică.<br />
F VIII este factorul antihemofilic A. El constituie un complex format din F VIIIc (componenta<br />
coagulantă) şi factorul von Willebrand (F vW) o glicoproteină sintetizată în celulele endoteliale<br />
şi megacariocite fiind prezentă în trombocite. Lipsa F VIIIc produce o boală transmisă<br />
ereditar denumită hemofilia A ce se caracterizează prin hemoragii prelungite la cele mai mici<br />
traumatisme.<br />
F IX, factorul antihemofilic B sau componentul tromboplastinic al plasmei se formează<br />
în ficat şi este o glicoproteină de natură globulinică. Lipsa lui produce hemofilia B boală cu<br />
simptome asemănătoare hemofiliei A.<br />
F X sau Stuart-Prower se formează în ficat fiind de natură globulinică. Este un factor important<br />
în formarea complexului convertor al protrombinei (protrombinaza) care intervine în<br />
transformarea protrombinei în trombină.<br />
F XI antecedentul tromboplastinic al plasmei sau factorul antihemofilic C este o globulină<br />
care este legată de kininogenul cu greutate moleculară mare care are rol în activarea F XI.<br />
F XII factorul de contact sau Hageman este de natură globulinică şi se activează prin contactul<br />
cu suprafeţe străine în prezenţa kalicreinei iniţiind mecanismul intrinsec al coagulării<br />
dar şi activarea sistemului fibrinolitic. Participă alături de alţi factori la activarea kalicreinei care<br />
va duce la formarea kininelor din kininogeni.<br />
F XIII sau factorul stabilizator al fibrinei sau Laki-Lorand este o globulină sintetizată în ficat<br />
ce intervine în transformarea fibrinei solubile în forma stabilă insolubilă. Acţionează şi asupra<br />
colagenului şi fibronectinei.<br />
1.3.7.2.2.Mecanismul coagulării.<br />
In procesul coagulării există 3 faze:<br />
-formarea tromboplastinei prin dezvoltarea unei activităţi tromboplastinice sau trombokinazice,<br />
fază denumită şi precoagulare<br />
-formarea trombinei<br />
-formarea fibrinei
54<br />
Procesul poate fi iniţiat pe 2 căi: una care necesită prezenţa unor factori de coagulare<br />
intrinseci sau plasmatici şi alta mai rapidă care necesită prezenţa unor factori extrinseci de<br />
natură tisulară (FIG 1.34.).<br />
Mecanismul intrinsec este declanşat prin expunerea plasmei la suprafeţe străine încărcate<br />
negativ. Aceasta va duce la activarea F XII prin intervenţia kalicreinei. F XIIa în prezenţa kininogenului<br />
cu greutate moleculară mare actionează asupra F XI pe care îl activează. F XIa activează<br />
la rându-i F IX.<br />
FIXa împreună cu F VIII şi cu factorul 3 plachetar în prezenţa Ca 2+ formează complexul<br />
activator intrinsec al F X.<br />
Mecanismul extrinsec este iniţiat de tromboplastina tisulară (F III) provenită din ţesuturile<br />
distruse ca urmare a leziunilor. Aceasta împreună cu FVIIa prin intervenţia F XIIa, IXa şi Xa în<br />
prezenţa Ca 2+ formează un complex activator extrinsec al F X.<br />
Intre cele 2 mecanisme există deci o interrelaţie realizată prin intervenţia FVII care participă<br />
şi la activarea F IX. In plus F XIIa,IXa şi Xa în prezenţa fosfolipidelor şi a Ca 2+ activează F VII.<br />
F Xa împreună cu F V şi cu fosfolipidele eliberate de trombocite şi ţesuturi în prezenţa<br />
Ca 2+ formează un complex cu acţiune tromboplastinică sau protrombinazică ce va induce<br />
transformarea protrombinei în trombină.<br />
Trombina generată pe cale extrinsecă, deşi în cantităţi mici, are rol în iniţierea coagulării.<br />
Ea acţionează şi asupra trombocitelor favorizând agregarea şi activarea acestora.<br />
Formarea trombinei pe cale intrinsecă, ajutată de factorii plachetari, menţine procesul<br />
coagulării prin transformarea unor mari cantităţi de fibrinogen în fibrină.<br />
Trombina care este o enzimă proteolitică asemănătoare tripsinei acţionează asupra<br />
fibrinogenului ajutând la polimerizarea acestuia în fibre insolubile, proces favorizat de FXIIIa<br />
în prezenţa Ca 2+ .<br />
Formarea trombinei este un moment deosebit de important în procesul coagulării nu<br />
numai datorită acţiunii directe asupra fibrinogenului, ci şi datorită activării factorilor V, VIII,XI<br />
şi XIII.<br />
Formarea filamentelor de fibrină organizate într-o reţea în care sunt prinse şi eritrocitele<br />
ajuta la transformarea cheagului alb format din trombocite în cheag roşu, mult mai rezistent,<br />
care acţionează ca un adevărat dop hemostatic.<br />
Structurarea cheagului prin micşorarea spaţiului dintre filamente şi concentrarea gelului<br />
vor duce în aprox 1 oră la diminuarea sa în volum cam cu 15% constituind fenomenul de<br />
sinereză. Urmează retracţia cheagului prin care acesta îşi reduce volumul la doar 1/6 din cel<br />
iniţial prin expulzia serului devenind mult mai dens. Retracţia se realizează prin intervenţia<br />
FIG 1.32. Rolul trombocitelor în<br />
hemostază
trombocitelor care îşi modifică forma prin intervenţia activă a proteinelor contractile cu efecte<br />
asupra filamentelor de fibrină de care trombocitele sunt ataşate. In cazul unui deficit trombocitar<br />
cheagul este slab şi friabil.<br />
1.3.7.2.3.Factorii anticoagulanţi se pot găsi în organism în condiţii fiziologice sau pot avea<br />
surse exogene. Dintre factorii endogeni care acţionează în condiţii fiziologice amintim:<br />
Heparina substanţă mucopolizaharidică secretată de mastocite şi depozitată mai ales<br />
în ficat şi plămâni. Acţiunile sale directe antitrombinică şi antitrombo-plastinică sau indirecte<br />
prin FV şi VIII sunt imediate şi intense, dar de scurtă durată. Protamina este substanţa cu acţiune<br />
antiheparinică specifică. Există pe suprafaţa endoteliului vascular proteoglicani heparinoizi cu<br />
acţiuni anticoagulante asemănătoare.<br />
Pentru a-şi manifesta acţiunea anticoagulantă heparina necesită prezenţa unui cofactor<br />
plasmatic reprezentat de antitrombina III. Aceasta este o globulină care neutralizează activitatea<br />
trombinei, ca şi a altor factori coagulanţi F VIII, IX, X, XI şi XII.<br />
Activitatea antitrombinică a plasmei nu se realizează numai prin intermediul antitrombinei<br />
III ci şi prin fixarea trombinei de filamentele de fibrină, prin acţiunea unor peptide provenite<br />
din ruperea protrombinei, fibrinogenului şi fibrinei, ca şi prin acţiunea unor imunoglobuline<br />
antritrombinice sau a α2 macroglobulinei.<br />
Proteina C aparţine grupului de proteine dependent de vitamina K sintetizate în ficat care<br />
influenţează coagularea prin neutralizarea F V şi VIII intervenind şi în sistemul fibrinolitic prin<br />
inactivarea inhibitorului tisular al plasminogenului.<br />
Acţiunea sa necesită prezenţa unui cofactor plasmatic vitamina K dependent proteina S<br />
sintetizată tot în ficat care amplifică rolul anticoagulant al proteinei C.<br />
In condiţii patologice pot să apară antifactori sau inhibitori ai coagulării care sunt de fapt<br />
anticorpi cu acţiune specifică împotriva unor factori ai coagulării.<br />
Factorii anticoagulanţi exogeni pot fi de natură foarte diferită.<br />
Derivaţii cumarinici sunt nişte antivitamine K ce acţionează numai in vivo la nivelul ficatului<br />
blocând formarea F II, VII, IX şi X prin care împiedică coagularea.<br />
Hirudina extrasă din saliva lipitorilor ca şi veninurile unor şerpi au acţiuni antitrombinice<br />
marcate.<br />
Suprafeţele netede, frigul sau agitarea mecanică au efecte anticoagulante.<br />
1.3.7.3.Fibrinoliza este procesul prin care fibrina insolubilă formată în timpul coagulării<br />
este descompusă. Este catalizată de o enzimă proteolitică plasmina care are capacitatea de<br />
a degrada fibrinogenul, fibrina ca şi F V şi VIII. Ea provine dintr-un precursor inactiv de natură<br />
globulinică, plasminogenul, sub acţiunea unor activatori aflaţi în echilibru cu alte substanţe<br />
cu acţiune inhibitoare.<br />
Produşii de fibrinoliză sunt 4 polipeptide (E, D, X, Y) care inhibă polimerizarea monomerilor<br />
de fibrină cu care formează complexe. Polipeptidele X şi Y acţionează precoce în timp ce<br />
55<br />
FIG. 1.33. Produşii proveniţi din metabolismul fosfolipidelor şi a acidului arahidonic
56<br />
polipeptidele D şi E acţionează tardiv. Polipeptidul E în afara acţiunii sale antitrombinice, inhibă<br />
şi agregarea trombocitelor indusă de ADP.<br />
Fibrinoliza are rol şi în reparaţia tisulară, matricea rezultată în urma procesului ajutând la<br />
formarea ţesutului conjunctiv, proliferarea fibroblaştilor şi dezvoltarea vaselor sanguine.<br />
Activatorii plasminogenului sunt prezenţi în ţesuturi, sânge sau urină.<br />
Activatorul tisular este sintetizat de celulele endoteliale vasculare de unde este eliberat sub<br />
influenţa unor stimuli (anoxie, stază, acidoză, catecolamine, vasopresină, trombina)<br />
Activatorul urinar este activat sub acţiunea plasminei sau a kalicreinei.<br />
Există şi activatori exogeni cum este streptokinaza produsă de streptococul hemolitic<br />
folosită în practica medicală pentru lizarea trombilor vasculari.<br />
Inhibitorii fibrinolizei sunt reprezentaţi de substanţele cu acţiune inhibitoare asupra<br />
proteinazelor.<br />
Substanţele cu acţiune antiplasminică sunt α2 antiplasmina, o glicopoteina sintetizată în<br />
ficat cu acţiune rapidă şi α2 macroglobulina cu acţiune mai lentă.<br />
Antiactivatorii sunt substanţe care blochează formarea plasminei. Inhibitorul activatorului<br />
plasminogenului este o glicoptroteină de natură globulinică sintetizată în celulele endoteliale<br />
şi hepatocite care este apoi preluată de trombocite care o pot elibera sub influenţa unor factori<br />
printre care trombina, IL 1, endotoxine, factori de creştere sau proteina C.<br />
In terapeutică se folosesc diferite substanţe cu rol inhibitor prin afinitatea pentru locurile<br />
de fixare ale plasminogenului:<br />
-substanţe de natură polipeptidică extrase din glandele salivare de bovine cum este aprotinina<br />
(Trasylor) cu acţiune de neutralizare a proteazelor (plasmina, tripsina, kalicreina)<br />
-substanţe chimice de tipul acidului epsilon amino caproic (EACA) sau acidului tranexamic<br />
In mod normal activitatea fibrinolitică este localizată doar în vecinătatea cheagului de<br />
fibrină deoarece α2 antiplasmina şi inhibitorii activatorului plasminogenului împiedică diseminarea<br />
fibrinolizei.<br />
Modificarea activităţii fibrinolitice apare în unele condiţii fiziologice (efort fizic intens,<br />
stres, staza venoasă), sub influenţa unor hormoni (androgeni, estrogeni, steroizi) sau într-o serie<br />
de afecţiuni (eclampsie, tumori maligne, embolia pulmonară, ciroza alcoolică sau complicaţii<br />
postoperatorii).<br />
Formarea coagulilor intravasculari este consecinţa unui dezechilibru între coagulare şi<br />
fibrinoliză.<br />
Tromboza venoasă se produce ca urmare a unor leziuni ale pereţilor venelor produse de<br />
diferite cauze (varice, traumatisme, infecţii) asociate cu staza prin compresie venoasă, imobilizare,<br />
reducerea debitului cardiac. Vârsta, obezitatea, intervenţiile chirurgicale, stările obstetricale<br />
sau alte afecţiuni (neoplasme, cardiopatii, infecţii) constituie factori predispozanţi.<br />
Mobilizarea unui tromb venos poate produce embolie pulmonară cu consecinţe grave<br />
datorită reflexelor cardiocirculatorii inhibitoare.<br />
Tromboza arterială se produce mai ales ca urmare a existenţei unor leziuni aterosclerotice la<br />
nivelul vaselor. Obstrucţia parţială sau totală a unei artere sau mobilizarea unui tromb provoacă<br />
tulburări ischemice a căror gravitate depinde de organul implicat (inimă, creier, rinichi).<br />
Alterarea hemostazei prin implicarea unor factori coagulanţi duce la apriţia de hemoragii<br />
în piele, mucoase, articulaţii, diferite organe ce constituie sindromul hemoragipar. Acesta se<br />
poate produce însă şi din cauza afectării trombocitelor sau a unor modificări vasculare.<br />
Tulburări foarte grave ale proceselor de coagulare şi fibrinoliză apar în coagularea<br />
intravasculară diseminată produsă în urma retenţiei unui făt mort, muşcătura unor şerpi<br />
veninoşi, infecţii grave. Se produce o tromboză extinsă în vasele mici cu scăderea marcată a<br />
fibrinogenului şi a altor factori de coagulare concomitent cu reducerea numărului de trombocite.<br />
Fibrinoliza generalizată care urmează dizolvă cheagurile intravasculare înrăutăţind şi<br />
mai mult situaţia.
59<br />
FIG.1.34. Mecanismul coagulării sângelui<br />
FIG. 1.34. Mecanismul<br />
coagulării sângelui
61<br />
RESPIRATIA
63<br />
Respiraţia cuprinde ansamblul proceselor care face posibil schimbul de gaze între mediul<br />
intern şi celulele organismului. Aceste procese se desfăşoară într-o anumită succesiune realizându-se<br />
în colaborare cu funcţia circulatorie în care sunt implicate inima, vasele şi sângele.<br />
Se descriu mai multe etape ale respiraţiei:<br />
-Etapa pulmonară sau respiraţia pulmonară care cuprinde:<br />
-ventilaţia pulmonară<br />
-perfuzia pulmonară<br />
-difuziunea alveolo-capilară<br />
-Etapa sanguină sau funcţia respiratorie a sângelui realizează transportul oxigenului spre<br />
ţesuturi şi al bioxidului de carbon spre plămâni<br />
-Etapa tisulară sau respiraţia tisulară necesită un aport continuu de oxigen pentru ca<br />
celulele să poată realiza oxidarea substratelor necesară activităţii lor. Diferitele celule ale<br />
organismului au necesităţi variabile de oxigen fiind mai mult sau mai puţin sensibile la lipsa<br />
acestuia.<br />
Concomitent cu respiraţia mai au loc procese însoţitoare printre care pierderea de apă<br />
prin evaporare şi pierderea de căldură.<br />
De cele mai multe ori prin respiraţie se subînţelege doar etapa pulmonară, celelalte etape<br />
fiind studiate la capitolul “Sânge” sau “Oxidarea biologică”.<br />
2.1.Aspecte morfofuncţionale ale plămânilor<br />
Plămânii sunt organe cavitare care conţin aer şi sunt alcătuiţi din mai mulţi lobi, fiecare din<br />
aceştia primind ramificaţii ale căilor aeriene.<br />
Căile aeriene conduc aerul atmosferic până la alveole având rolul de a umezi, încălzi şi curăţi<br />
aerul inspirat, precum şi în fonaţie.<br />
Alveolele reprezintă locul unde au loc schimburile gazoase respiratorii, sunt în număr de 300 milioane<br />
totalizând o suprafaţă de 70-100 m 2 . Sunt înconjurate fiecare de aprox 1000 capilare sanguine.<br />
Membrana alveolo-capilară are o grosime medie de 1 µm şi este alcătuită prin suprapunerea<br />
mai multe straturi aparţinând alveolelor şi vaselor capilare la care se adaugă unul de surfactant.<br />
Surfactantul este format din fosfolipide cu proprietăţi tensioactive şi are rolul de a menţine forma<br />
alveolelor împiedicând supradistensia şi colabarea lor reducând efortul respirator. Lipsa surfactantului<br />
produce detresa respiratorie caracterizată prin creşterea efortului respirator cu tulburări circulatorii şi ale<br />
schimburilor respiratorii.<br />
Plămânul fetal nu conţine aer ci lichid amniotic şi nu are rol în respiraţie. După naştere lichidul<br />
este expulzat şi plămânul se expansionează umplându-se cu aer. Vasele pulmonare se destind şi rezistenţa<br />
lor scade şi odată cu ea şi presiunea intravasculară.<br />
Presiunea dintre foiţele pleurale rămâne subatmosferică.<br />
Plămânii sunt organe cavitare ce conţin aer şi sunt alcătuiţi din mai mulţi lobi ( 2 la<br />
plămânul stâng şi 3 la cel drept) fiecare primind câte o ramificaţie lobară a bronhiilor principale.<br />
Lobii sunt compuşi din segmentele pulmonare, unităţi mai mici care primesc bronhiile<br />
segmentare (FIG 2.1).<br />
2.1.1.Căile aeriene cuprind totalitatea canalelor care conduc aerul din atmosferă până la<br />
alveole (căile nazale, faringele, laringele, traheea şi bronhiile cu toate ramificaţiile lor). Ele au<br />
conexiuni cu sinusurile şi trompa lui Eustache.<br />
Căile aeriene au rol important în: umezirea aerului inspirat, încălzirea şi curăţirea lui de<br />
impurităţi. Implicarea lor în vorbire se face nu numai prin intermediul corzilor vocale ci şi prin<br />
rezonanţa realizată de cavităţile nazală, bucală, sinusurile paranazale, faringe şi torace.<br />
Elasticitatea pereţilor căilor aeriene ca şi prezenţa cartilagiilor le permite expansiunea în<br />
inspiraţie şi împiedică turtirea lor în expiraţie. Interiorul este căptuşit de un epiteliu ale cărui<br />
celule prezintă numeroşi cili care se mişcă sincron. Aceştia constituie un dispozitiv de apărare<br />
împotriva particulelor străine inhalate, mai ales împotriva microbilor, dar nu şi împotriva vi-
64<br />
FIG. 2.1.Dispoziţia căilor aeriene şi a<br />
acinilor pulmonari<br />
rusurilor care au o afinitate specială pentru receptorii<br />
ciliari.<br />
In apărarea căilor aeriene participă şi stratul de<br />
mucus secretat de celule specializate şi care conţine<br />
α1 antitripsină, lizozim, lactoferină, interferon, complement,<br />
imunoglobuline ca şi limfocite şi macrofage.<br />
Bronhiile sunt canale separate de ţesutul pulmonar,<br />
în timp ce ramificaţiile ulterioare ale acestora<br />
bronhiolele sunt incluse în ţesut.<br />
Bronhiolele se ramifică de mai multe ori înainte<br />
de a da naştere bronhiolei terminale de la care<br />
continuă acinii pulmonari.<br />
Acinii, în număr de 25 000- 65 000, sunt consideraţi<br />
ca unităţile morfo-funcţionale ale plămânilor. In interiorul<br />
lor bronhiola terminală dă naştere la 2-3 generaţii<br />
de bronhiole respiratorii care participă şi ele la schimburile<br />
de gaze alături de alveole. Din bronhiolele respiratorii<br />
se desprind ductele alveolare care se continuă<br />
cu sacii alveolari ce cuprind mai multe alveole. Un<br />
duct alveolar împreună cu sacii alveolari ce-i aparţin<br />
formează lobulul primar (FIG 2.2). Modelul dihotomic<br />
simetric cu 23 de generaţii al arborizaţiei căilor aeriene<br />
este înlocuit în prezent cu un model fractal.<br />
2.1.2.Alveolele pulmonare sunt într-un număr de<br />
aprox 300 milioane totalizând 70-100 m 2 . Intre alveole<br />
există pori de comunicare prin care se poate realiza aşa<br />
numita ventilaţie colaterală.<br />
Pereţii alveolari au o curbură internă marcată astfel încât<br />
forţele generate de tensiunea superficială sunt foarte mari. Aceşti pereţi sunt deformabili<br />
permiţând importante modificări de volum. Alveolele nu trebuie considerate ca nişte cavităţi<br />
separate ci ca nişte spaţii organizate sub forma unei reţele tridimensio-nale alcătuită din septurile<br />
alveolare ce permite realizarea<br />
interdepen-denţei alveolare (FIG<br />
2.3.).<br />
Alveolele sunt înconjurate<br />
de capilarele sanguine (cam<br />
1000 la fiecare alveolă) aparţinând<br />
circulaţiei pulmonare, membrana<br />
de separare dintre aerul alveolar<br />
şi sângele capilar fiind reprezentată de<br />
o structură complexă formată din mai<br />
multe straturi (FIG 2.4.) a căror grosime<br />
medie este de doar aproximativ<br />
1 µm:<br />
-un strat monomolecular de<br />
surfactant lipoproteic tensioactiv<br />
-lichidul alveolar<br />
-epiteliul alveolar<br />
-spaţiul interstiţial dintre epiteliul<br />
alveolar şi peretele capilar ce<br />
conţine ţesut conjunctiv şi lichid<br />
interstiţial<br />
-membrana bazală a capilaru-<br />
FIG.2.2.Organizarea plămânilor în lobi şi segmente
FIG.2.3. Interdependenţa alveolară<br />
previne colabarea alveolelor<br />
65<br />
lui<br />
-endoteliul capilar.<br />
Stabilitatea s t r u c t u r i l o r a l ve o l a re e s te<br />
realizată cu ajutorul unui scheletul fibros<br />
care cuprinde fibre periferice, axiale şi septale (FIG<br />
2.5).<br />
Plămânii sunt organe elastice atât datorită structurii<br />
alveolelor ai căror pereţi sunt căptuşiţi cu surfactant,<br />
cât şi datorită prezenţei fibrelor elastice care<br />
formează o reţea bine organizată în jurul structurilor<br />
pulmonare. Intr-o măsură mai mică la elasticitatea<br />
plămânilor participă şi musculatura netedă din vase<br />
şi căile aeriene.<br />
Expansiunea plămânilor este posibilă datorită<br />
acestor componente elastice, dar mai ales datorită<br />
prezenţei la nivelul alveolelor a surfactantului pulmonar care are proprietăţi tensioactive prin<br />
conţinutul bogat în fosfatidil colină, dipalmitol fosfatidil colină şi fosfatidil glicerol.<br />
Moleculele surfactantului au un capăt hidrofil spre faza lichidă şi unul hidrofob spre faza<br />
gazoasă. Atunci când alveolele se destind în inspiraţie moleculele se îndepărtează şi tensiunea<br />
superficială creşte împiedicând supradistensia. Fenomenele au loc invers în expiraţie<br />
când aglomerarea moleculelor de surfactant împiedică colabarea alveolelor datorită scăderii<br />
tensiunii superficiale.<br />
Surfactantul se formează în pneumocitele granulare celule alveolare specializate din care<br />
se eliberează sub influenţa distensiei alveolare şi a stimulării β adrenergice.<br />
Sinteza sa este favorizată de glucocorticoizi, estrogeni, ACTH, hormonii tiroidieni, prostaglandine,<br />
cAMP.<br />
Surfactantul are mai multe roluri:<br />
-împiedică supradistensia sau colabarea alveolară şi reduce efortul respirator<br />
-ajută la recrutarea de noi alveole şi la ventilaţia colaterală mărind porii<br />
-este parţial reponsabil de histereza buclei volum-presiune<br />
-previne extravazarea lichidiană în alveole<br />
-ajută la curăţirea alveolelor.<br />
Scăderea cantităţii de surfactant duce la grave tulburări respiratorii ce caracterizează<br />
sindromul de detresă respiratorie, mai frecvent la prematuri. Creşterea efortului respirator,<br />
reducerea ventilaţiei alveolare, cu hipoxemie şi acumularea de CO 2<br />
se însoţesc de tulburări<br />
ciculatorii care pot provoca moartea.<br />
Administrarea de surfactant sau punerea în repaus a plămânilor până la refacerea surfactantului<br />
prin oxige-narea extracorporeală de membrană (ECMO) poate ajuta în astfel de cazuri.<br />
FIG.2.4. Alcătuirea sistemului alveolo-capilar şi a membranei alveolo-capilare
66<br />
FIG. 2.5. Dispoziţia diferitelor fibre conjunctive la<br />
nivelul plămânului<br />
2.1.3. Dez voltarea plămânilor.<br />
Modificările postnatale.<br />
Plămânii derivă din por ţiunea<br />
posterioară a tubului rezultat din mugurele<br />
epitelial din regiunea anterioară a<br />
intestinului primitiv cefalic.<br />
Până la naştere lumenul alveolar este<br />
căptuşit cu celule înalte şi nu conţine aer ci<br />
lichid amniotic. Fătul prezintă unele mişcări<br />
respiratorii cu amplitudine şi frecvenţă<br />
variabile care nu sunt legate de gradul de<br />
oxigenare al sângelui fetal, ci au rolul de<br />
a favoriza circulaţia lichidului amniotic şi<br />
schimbul unor substanţe fiind probabil<br />
expresia unui rudiment de coordonare<br />
a activităţii centrilor nervoşi în vederea<br />
respiraţiei postnatale.<br />
Numărul de alveole la făt este mai mic<br />
el crescând de aprox 10 ori în prima decadă de viaţă.<br />
La naştere are loc o transformare importantă a structurii şi funcţiei pulmonare în vederea<br />
trecerii la respiraţia aeriană:<br />
-evacuarea lichidului pulmonar şi înlocuirea sa cu aer<br />
-expansiunea plămânilor şi modificarea structurii alveolelor<br />
-modificarea circulaţiei pulmonare<br />
-modificarea activităţii sistemului nervos central ca urmare a creşterii varietăţii stimulilor<br />
proveniţi din mediul înconjurător.<br />
Expulzia fetală contribuie la mărirea capacităţii de adaptare a nou născutului. Lipsa de<br />
oxigen ca urmare a comprimării cordonului ombilical împreună cu compresiunea mecanică<br />
exercitată asupra corpului fătului cresc foarte mult cantitatea de catecolamine ceea ce<br />
favorizează reabsorbţia lichidului alveolar, secreţia surfactantului, mobilizarea depozitelor de<br />
nutrimente şi producerea de căldură.<br />
Inaintea primei respiraţii presiunea pleurală este egală cu cea atmosferică dar ca urmare<br />
a contracţiei diafragmului declanşată de prima respiraţie scade la –80 cm apă. Aerul pătrunde<br />
în alveole şi le expansionează învingând reculul lor elastic şi tensiunea superficială, forţa<br />
necesară fiind de 15-20 ori mai mare decât cea necesară ulterior. Ca urmare a pătrunderii<br />
aerului se stabilesc relaţii tensionale complexe între plămâni şi cutia toracică, plămânii sunt<br />
împinşi spre peretele toracic iar cavitatea pleurală rămâne un spaţiu virtual. Fără plămâni cutia<br />
toracică se expansionează, în timp ce plămânii scoşi din cavitatea toracică colabează. Pelicula de<br />
lichid pleural contribuie prin forţa sa hidraulică la menţinerea contactului toraco-pulmonar în<br />
condiţiile în care presiunea atmosferică acţionează asupra plămânului asigurând şi alunecarea<br />
fără fricţiune a foiţelor pleurale în timpul mişcărilor respiratorii.<br />
Prin expansionarea plămânilor scade mult rezistenţa vasculară din circulaţia pulmonară<br />
care devine o circulaţie de joasă presiune.<br />
Creşterea presiunii din inima stângă produce închiderea orificiului interatrial, inversarea<br />
fluxului sanguin prin canalul arterial urmată de închiderea lui. In aceste modificări circulatorii un<br />
rol important îl joacă kininele plasmatice cu acţiune vasodilatatoare asupra vaselor pulmonare<br />
şi vasoconstrictoare asupra vaselor ombilicale şi a ductului arterial.<br />
2.2.Respiraţia pulmonară.<br />
Respiraţia se realizează prin modificarea dimensiunilor cutiei toracice sub acţiunea muşchilor respiratori<br />
care cauzează variaţii ale presiunii intrapulmonare şi intratoracice.<br />
Principalul muşchi respirator este diafragmul care are o suprafaţă de 350 cm 2 şi se află sub controlul
nervilor frenici.<br />
Spaţiul mort cuprinde volumul de aer aflat în căile aeriene şi plămâni care nu participă la schimburile<br />
respiratorii. El reprezintă cam 1/3 din volumul inspirator.<br />
Rezistenţa elastică a plămânului este generată de tensiunea superficială de la nivelul alveolelor şi<br />
de elementele elastice din ţesutul pulmonar. Are o valoare de 5 cm/L aer depinzând de volumul de aer<br />
inspirat.<br />
Complianţa pulmonară exprimă elasticitatea acestuia şi poate fi apreciată prin volumul de aer care<br />
poate fi introdus în plămâni pentru o diferenţă de presiune de 1 cm apă. In condiţii normale are o valoare<br />
de 0.2 L/cm apă.<br />
Complianţa toraco-pulmonară are o valoare mai mică de numai 0.1 L/cm apă din cauza unei<br />
elasticităţi mai reduse a toracelui comparativ cu plămânul.<br />
Rezistenţa vâscoasă are o componentă tisulară şi una gazoasă dată de frecarea aerului de pereţii<br />
conductelor aeriene ce reprezintă rezistenţa la flux.<br />
Rezistenţa la flux are o valoare de 1.6 cm apă/L/s şi depinde de viteza de circulaţie a aerului ca şi de<br />
calibrul căilor aeriene care este influenţat de acţiunea muşchilor netezi prezenţi mai ales în căile aeriene<br />
mici.<br />
Bronhomotricitatea este sub controlul neuro-umoral prin intermediul principalilor receptori aflaţi la<br />
nivelul muşchilor netezi bronşici, receptorii colinergici asupra cărora acţionează parasimpaticul cu efect<br />
constrictor şi receptorii adrenergici asupra cărora acţionează simpaticul cu efect dilatator.<br />
Controlul umoral al bronhomotricităţii este realizat de diferite substanţe cu acţiune constrictoare<br />
(acetilcolna, histamina, leucotriene, tromboxani, cGMP, pulberi) sau dilatatoare (adrenalina, NO, unele<br />
prostaglandine, cAMP, atropina).<br />
Presiunea intrapulmonară este egală în repaus cu cea atmosferică, dar scade cu 3 mmHg într-o<br />
inspiraţie obişnuită pentru a creşte apoi în expiraţie.<br />
Presiunea interpleurală este subatmosferică menţinându-se în repaus cu 5 mmHg sub valoarea<br />
presiunii atmosferice.<br />
Diferenţa dintre cele 2 presiuni menţionate constituie gradientul de presiune transpulmonar de<br />
care depinde mărimea volumului de aer ventilat.<br />
Lucrul mecanic ventilator se realizează pentru a învinge rezistenţele toraco-pulmonare şi are o<br />
valoare de repaus de 0.3 kgm/min putând atinge 80 kgm în efort.<br />
Consumul de O 2<br />
al muşchilor respiratori reprezintă cam 0.5-1 ml/L aer ventilat la debite ventilatorii<br />
de până la 50 L/min.<br />
Capacitatea vitală reprezintă volumul maxim de aer pe care o persoană îl poate introduce şi scoate<br />
din plămâni într-o respiraţie forţată. Se determină spirometric sau spirografic şi este compusă din volumul<br />
curent şi volumele inspirator şi expirator de rezervă. Are o valoare medie de 4-5 L în funcţie de vârstă, sex<br />
şi gabaritul individului. Scăderea CV cu peste 20 % din valoarea ideală este considerată anormală.<br />
Debitele ventilatorii reprezintă volumele de aer ventilate în unitatea de timp.<br />
Volumul expirator maxim pe secundă (VEMS) trebuie să fie cel puţin 70% din CV şi depinde de<br />
rezistenţa opusă de căile aeriene la trecerea aerului şi de forţa muşchilor respiratori.<br />
Debitul ventilator de repaus este de 6-8 L/min.<br />
Debitul ventilator maximal (Vmax) reprezintă cantitatea de aer ce poate fi ventilată şi are o valoare<br />
medie de 130 L/min. Se poate calcula ca VEMS x 30.<br />
Disfuncţia ventilatorie reprezintă o tulburare a ventilaţiei pulmonare caracterizată prin scăderea<br />
Vmax. Ea poate fi cauzată de o scădere a VEMS (disfuncţie obstructivă), a CV (disfuncţie restrictivă) sau<br />
a ambelor (disfuncţie mixtă).<br />
Insuficienţa respiratorie este produsă ca urmare a unor tulburări care afectează oxigenarea sângelui<br />
ducând la hipoxemie şi hipercapnie.<br />
Astmul bronşic se datoreşte unei creşteri a rezistenţei la flux a căilor aeriene prin contracţia musculaturii<br />
netede a acestora, edem al mucoasei cu inflamaţie şi hipersecreţie bronşică.<br />
67<br />
2.2.1.Ventilaţia pulmonară realizează circulaţia unor volume de aer atmosferic spre plămâni<br />
şi invers ceea ce are ca urmare continua împrospătare a O 2<br />
din aerul alveolar şi eliminarea<br />
CO 2<br />
adus de sângele venos. Ventilaţia se realizează prin mişcările cutiei toracice sub influenţa<br />
muşchilor respiratori, plămânii având doar un rol pasiv.<br />
2.2.1.1.Mişcările ventilatorii. Inspiraţia şi expiraţia ce cauzează intrarea şi ieşirea aerului în<br />
sau din plămâni sunt produse prin modificarea volumului cutiei toracice care se însoţeşte de<br />
modificări ale presiunii intrapulmonare. Muşchii respiratori implicaţi în mişcările cutiei toracice<br />
sunt inspiratori (diafragmul şi intercostalii externi în inspiraţia de repaus la care în efort se<br />
mai adaugă scalenul, sternocleidomastoidianul, pectoralii, trapezul sau dorsalii) şi expiratori
68<br />
FIG 2.6. Modificarea sistemului toraco-pulmonar<br />
sub influenţa muşchilor respiratori<br />
(abdominali, intercostalii interni, patratul lombelor,<br />
tringhiularul sternului) care intervin doar<br />
în expiraţia forţată. Expiraţia de repaus este un<br />
act pasiv care se datoreşte revenirii toracelui<br />
la forma iniţială ca urmare a reculului elastic<br />
rezultat prin tensionarea structurilor elastice<br />
pulmonare în inspiraţie.<br />
Sub acţiunea muşchilor inspiratori cutia<br />
toracică îşi modifică toate cele 3 diametre:<br />
vertical prin coborârea diafragmului, transversal<br />
prin ridicarea şi împingerea în afară a<br />
coastelor (mai ales a celor inferioare) şi anteroposterior<br />
prin împingerea înainte a sternului<br />
sub acţiunea coastelor superioare (FIG.2.6.).<br />
Primele coaste şi coloana vertebrală<br />
reprezintă puncte de inserţie fixe pentru<br />
mişcările inspiratorii de repaus, în timp ce<br />
ultimele 2 perechi de coaste au rol în expiraţie<br />
servind ca punct de inserţie pentru muşchii<br />
abdominali. In ventilaţia forţată coloana nu<br />
mai rămâne fixă prin mişcările ei de extensie şi<br />
flexie contribuind la mobilizarea costală.<br />
La individul normal diafragmul asigură în repaus 2/3 până la 3/4 din volumul<br />
inspirator având în vedere suprafaţa (350 cm 2 ) şi posibilitatea de a se deplasa cu<br />
10 cm în sus şi în jos.<br />
Ca urmare a faptului că plămânii sunt solidari cu pereţii cutiei toracice prin intermediul<br />
foiţelor pleurale ce asigură aderenţa şi mişcarea fără frecare, ei urmează îndeaproape variaţiile<br />
de volum ale cutiei toracice. Astfel, modificările volumului pulmonar antrenează variaţii ale<br />
presiunii aerului din alveole urmate de pătrunderea sau ieşirea acestuia.<br />
Interrelaţia dintre variaţiile presiunilor şi a volumelor pulmonare poate fi urmărită pe<br />
un preparat de plămân izolat care este introdus într-un vas închis în care presiunea poate fi<br />
modificată într-un mod controlat. La fiecare modificare a presiunii se produc variaţii ale volumului<br />
pulmonar. Înregistrarea grafică realizează o buclă presiune-volum deoarece traseele în<br />
cursul inflaţiei şi al deflaţiei nu se suprapun realizând o diferenţă ce constituie histereza. Aspectul<br />
acesta se datoreşte prezenţei surfactantului la interfaţa aer-lichid de la nivelul alveolelor ca<br />
şi fenomenului de recrutare, adică de deschidere de noi alveole în cursul inflaţiei pulmonare.<br />
Umplerea plămânului cu soluţie salină sau eliminarea surfactantului modifică mult bucla de<br />
histereză (FIG.2.7.).<br />
Impărţirea plămâniilor în lobi contribuie la realizarea unei distensii relativ<br />
uniforme a ţesutului pulmonar în inspiraţie, fără distorsiunea căilor aeriene<br />
şi a vaselor sanguine. Chiar şi în aceste condiţii există o inegalitate a ventilaţiei,<br />
zonele mai puţin mobile (apicală, paravertebrală, paramediastinală) fiind mai puţin<br />
ventilate decât zonele inferioare mai mobile. Acest lucru nu afectează însă schimburile gazoase<br />
în condiţii fiziologice.<br />
Spaţiul mort cuprinde totalitatea aerului care deşi este inspirat nu participă la schimburile<br />
respiratorii. De cele mai multe ori sub această denumire este considerat spaţiul mort anatomic<br />
reprezentat de aerul din căile aeriene (150 ml) cu pereţi care nu permit schimburile de gaze.<br />
In aceste condiţii din cantitatea de aer inspirat numai 2/3 ajunge în alveole constituind<br />
fracţiunea alveolară. Eficienţa ventilatorie se exprimă prin raportul dintre ventilaţia alveolară<br />
şi cea globală şi este apreciată cam la 70%.<br />
Există însă şi un spaţiu mort fiziologic ce cuprinde volumul de aer care deşi pătrunde<br />
în alveole nu participă la un schimb gazos eficient din cauza raportului ventilaţie/perfuzie<br />
neadecvat prin alterarea oricăreia din componentele acestuia. In aceste condiţii deşi în alveole
69<br />
FIG. 2.7. Modul în care se poate urmări relaţia volum-presiune (curba histeresis) pe plămânul izolat. Se<br />
măsoară variaţiile de volum ale plămânului ca urmare a modificării presiunii în vasul în care se află acesta.<br />
In cazul în care plămânul este umplut cu o soluţie salină (deci fără interfaţa aer-lichid) sunt operante numai<br />
forţele elastice ale ţesutului fără efectul tensiunii superficiale, presiunea necesară distensiei plămânului fiind<br />
cam de 3 ori mai mică. Dacă îndepărtăm surfactantul volumul pulmonar va fi mai mic la aceeaşi presiune.<br />
pătrunde cam 2/3 din aerul inspirat, o cantitate variabilă din acesta nu este disponibil pentru<br />
schimburi.<br />
2.2.1.2.Dinamica ventilatorie cuprinde totalitatea proceselor prin care forţele ce acţionează<br />
asupra sistemului toraco-pulmonar antrenează fluxul de aer necesar schimburilor respiratorii.<br />
Fluxul de aer în cursul respiraţiei este consecinţa mişcărilor ventilatorii realizate de muşchii ce<br />
acţionează asupra cutiei toracice şi care prin antrenarea plămânilor induc diferenţe de presiune<br />
între aerul atmosferic şi cel din interiorul plămânilor.<br />
Forţei musculare i se opun rezistenţele generate de forţele elastice, vâscoase şi inerţiale<br />
ale sistemului toraco-pulmonar.<br />
2.2.1.2.1.Rezistenţele pulmonare.<br />
Rezistenţa elastică este generată de forţele elastice ce iau naştere la suprafaţa alveolelor<br />
datorită tensiunii superficiale, ca şi de cele produse prin întinderea elementelor elastice pulmonare.<br />
Cu cât variaţia de volum este mai mare cu atât întinderea şi deci rezistenţa elastică<br />
vor creşte. La încetarea contracţiei muşchilor inspiratori rezistenţa elastică va căuta să readucă<br />
sistemul în starea iniţială de repaus constituind reculul elastic pulmonar.<br />
Valoarea rezistenţei elastice este de 5 cm apă/L aer şi a fost inţial exprimată prin aşa numita<br />
elastanţă care reprezintă diferenţa de presiune transpulmonară necesară pentru a introduce<br />
în plămâni 1 L de aer. Deoarece valoarea elastanţei creşte odată cu scăderea elasticităţii pulmonare<br />
ceea ce poate duce la confuzii, termenul a fost înlocuit cu cel de complianţă care este<br />
inversul elastanţei şi reprezintă volumul de aer ce poate fi introdus în plămâni pentru fiecare<br />
cm apă diferenţă de presiune transpulmonară.<br />
Valoarea normală a complianţei este de 0.2 L/cm apă.<br />
Complianţa statică se determină la volume fixe în absenţa fluxului de aer, în timp ce<br />
complianţa dinamică se determină în cursul unui ciclu respirator obişnuit.<br />
Raportarea complianţei la capacitatea vitală (ea scade odată cu volumul plămânilor)<br />
reprezintă complianţa specifică.<br />
Complianţa pulmonară creşte în emfizemul pulmonar în care reculul elastic scade datorită<br />
distrugerii pereţilor alveolari. Ea scade în afecţiunile care duc la fibrozarea ţesutului pulmonar.<br />
Complianţa toraco-pulmonară este de doar jumătate (0.1 L/cm apă) din valoarea celei<br />
pulmonare din cauza rigidităţii mai mari a cutiei toracice.<br />
Inaintarea în vârstă produce modificări structurale şi funcţionale ale aparatului repirator<br />
datorită reducerii reculului elastic, a suprafeţei alveolelor şi a volumului sanguin capilar ca şi
70<br />
datorită rigidizării cutiei toracice şi a reducerii forţei musculare.<br />
Rezistenţa vâscoasă (vâscanţa) este dată în special de rezistenţa la frecare şi are o valoare<br />
de 2 cm apă/L/s fiind alcătuiră din 2 componente:<br />
-tisulară datorită elementelor neelastice pulmonare<br />
-gazoasă (80%) datorită frecării aerului de pereţii conductelor aeriene (rezistenţa la flux)<br />
Ambele depind de fluxul aerului.<br />
Rezistenţa inerţială este dependentă de acceleraţia fluxului având valori neglijabile la<br />
frecvenţe respiratorii de sub 100/min.<br />
Rezistenţa la flux. Trecerea aerului prin căile aeriene întâmpină o rezistenţă de frecare<br />
datorită interacţiunii moleculelor de gaz şi datorită frecării aerului de pereţii conductelor.<br />
Rezistenţa la flux reprezintă cea mai mare parte a rezistenţei vâscoase şi depinde în condiţii de<br />
repaus de volumul pulmonar, dispoziţia căilor aeriene, fazele respiraţiei, regimul de curgere al<br />
aerului (laminar sau turbulent) şi calibrul bronşic.<br />
Calibrul căilor aeriene (mai ales al celor lipsite de cartilagii) poate fi influenţat chiar la individul<br />
normal de fazele respiraţiei. In timpul inspiraţiei presiunea negativă din spaţiul pleural<br />
duce la distensia căilor aeriene. In timpul expiraţiei presiunea transmurală depinde de modul<br />
în care are loc aceasta. Intr-o expiraţie normală ce are loc pasiv căile aeriene rămân destinse,<br />
dar în timpul unei expiraţii forţate care creşte presiunea interpleurală până la valori pozitive<br />
calibrul acestora se micşorează din cauza fenomenului de compresie dinamică (FIG 2.8).<br />
Compresia dinamică limitează fluxul expirator mai ales în cazul existenţei afecţiunilor<br />
pulmonare obstructive care se însoţesc şi de leziuni ale parenchimului pulmonar.<br />
Valoarea rezistenţei totale la flux este de 1.6 cm apă/L/s din care 0.7 cm apă/L/s pentru<br />
căile aeriene superioare şi 0.9 cm apă/L/s pentru căile aeriene inferioare.<br />
Permeabilitatea conductelor aeriene poate<br />
fi exprimată prin conductanţa la flux, măsurabilă<br />
în L/s/cm apă şi este foarte mult influenţată de<br />
factorii care reglează contracţia musculaturii<br />
netede bronşice.<br />
Bronhomotricitatea, aflată sub control neuroumoral,<br />
se realizează prin intermediul muşchilor<br />
netezi prezenţi în proporţie variabilă în pereţii<br />
căilor aeriene.<br />
Muşchii netezi posedă receptori prin care<br />
interacţionează cu diferite substanţe:<br />
-receptori colinergici (bronhoconstrictori)<br />
-receptori adrenergici (α 1<br />
constrictori, β 2<br />
dilatatori)<br />
-receptori histaminici (H 1<br />
constrictori, H 2<br />
dilatatori)<br />
-receptori purinergici (dilatatori)<br />
Parasimpaticul produce o puternică<br />
bronhoconstricţie prin intermediul acetilcolinei<br />
care acţionează asupra receptorilor colinergici<br />
FIG.2.8. Interrelaţia dintre reculul elastic al<br />
plămânului şi presiunea interpleurală cu<br />
efectele asupra căilor aeriene. In cazul în<br />
care în expiraţie presiunea exercitată asupra<br />
acestora este egală cu cea din interiorul lor<br />
se realizează o compresie dinamică ce poate<br />
duce la colabarea lor<br />
muscarinici. Aceştia pot fi blocaţi de atropină.<br />
Simpaticul determină bronhodilataţie prin<br />
intermediul β 2<br />
receptorilor sau bronhoconstricţie<br />
prin α receptori.<br />
Hiperreactivitatea bronşică se datoreşte<br />
blocării parţiale a receptorilor β 2<br />
şi hiperactivităţii<br />
receptorilor colinergici muscarinici şi a celor α 1<br />
.<br />
Reglarea neuroreflexă a tonusului bronhial se face<br />
mai ales pe cale vagală.<br />
Numeroase influenţe umorale acţionează la nivelul căilor aeriene:
-acetilcolina, histamina, bradikinina, substanţa P, neurokinina A, leucotrienele, tromboxanii,<br />
serotonina, cGMP, pulberile, scăderea CO 2<br />
în căile aeriene mici produc bronhoconstricţie<br />
-epinefrina, izoproterenolul, NO, unele prostaglandine (PGI 2<br />
, PGA, PGE), peptidul intestinal<br />
vasoactiv, cAMP, atropina sau creşterea CO 2<br />
şi scăderea O 2<br />
în căile aeriene mici produc<br />
bronhodilataţie.<br />
Afecţiunile bronhopulmonare sau ale toracelui pot creşte rezistenţa la flux, la fel ca şi<br />
congestia pulmonară perivasculară sau edemul pulmonar.<br />
2.2.1.2.2.Variaţiile presiunilor în sistemul toraco-pulmonar.<br />
In inspiraţie muşchii respiratori înving rezistenţele pulmonare şi măresc volumul toracopulmonar.<br />
Expiraţia de repaus are loc pasiv prin revenirea toracelui la dimensiunile de dinainte<br />
de inspiraţie însă pentru o expiraţie forţată este nevoie de intervenţia muşchilor expiratori.<br />
Fluxul de aer prin căile aeriene este determinat de jocul presiunilor exercitate în diferitele<br />
teritorii toraco-pulmonare sub influenţa mişcărilor respiratorii.<br />
Presiunea intrapulmonară este presiunea existentă în căile aeriene şi alveolele pulmonare şi<br />
este egală în repaus cu presiunea atmosferică. In inspiraţie această presiune scade la –3 mmHg<br />
iar în expiraţie atinge +3 mmHg. Aceste valori se modifică mult în respiraţia forţată sau când<br />
efortul respirator se face cu glota închisă.<br />
Expiraţia cu glota închisă (manevra Valsalva) poate creşte presiunea până la +110 mmHg,în<br />
timp ce inspiraţia cu glota închisă (manevra Muller) scade presiunea până la –90 mmHg. Aceste<br />
manevre pot avea efecte negative asupra circulaţiei prin afectarea întoarcerii venoase şi nu<br />
sunt recomandate celor cu afecţiuni cardiace.<br />
Presiunea interpleurală sau intratoracică se poate<br />
măsura în spaţiul dintre foiţele pleurale şi are o valoare<br />
subatmosferică de până la –5 mmHg în condiţii de<br />
respiraţie normală (FIG 2.9.).<br />
In cazul unei comunicări dintre spaţiul atmosferic<br />
şi cel interpleural se produce pneumotoracele caracterizat<br />
prin pătrunderea aerului între foiţele pleurale<br />
cu comprimarea plămânului şi reducerea posibilităţii<br />
acestuia de a se destinde ceea ce are consecinţe negative<br />
asupra respiraţiei.<br />
Presiunea interpleurală nu trebuie confundată cu<br />
presiunea lichidului interpleural care este în jur de –10<br />
sau –15 mmHg datorită tendinţei capilarelor pleurale<br />
de a absorbi lichidul din spaţiul interpleural datorită<br />
presiunii hidrostatice reduse din capilare (7 mmHg).<br />
Diferenţa dintre presiunea intrapulmonară şi<br />
cea interpleurală constituie gradientul de presiune<br />
transpulmonar care variază continuu în cursul ciclului<br />
respirator favorizând fluxul aerului şi având influenţă<br />
asupra întoarcerii venoase.<br />
2.2.1.2.3.Lucrul mecanic ventilator. Muşchii respiratori<br />
care prin contracţia lor înving rezistenţele sistemului<br />
toraco-pulmonar realizează un lucru mecanic în<br />
funcţie de presiunea necesară pentru a deplasa un<br />
volum de aer.<br />
Cea mai mare parte (70%) din acest lucru este<br />
folosit pentru a învinge rezistenţele elastice, iar restul<br />
pentru rezistenţa la flux.<br />
F I G . 2 . 9 . Va r i a ţ i i l e p r e s i u n i l o r<br />
intrapulmonară şi interpleurală în<br />
cursul unei respiraţii normale concomitent<br />
cu variaţiile volumului şi<br />
fluxului de aer<br />
71<br />
In condiţii de repaus la o ventilaţie de 6 L aer pe<br />
minut lucrul mecanic realizat este în jur de 0.3 kgm/min<br />
sau 0.05 kgm/L de aer. In ventilaţia maximă valoarea<br />
poate atinge 70-80 kgm/min.
72<br />
Lucrul mecanic ventilator creşte deci cu debitul de aer ventilat şi odată cu aceasta creşte<br />
şi proporţia lucrului necesar pentru depăşirea rezistenţei la flux (FIG 2.10.).<br />
Consumul de O 2<br />
al muşchilor respiratori nu depăşeşte 0.5-1 ml/L aer până la volume ventilatorii<br />
de 40-50 L, dar creşte brusc la debite ce depăşesc 100 L/min (FIG 2.11.).<br />
La valori foarte mari ale debitelor ventilatorii (130-170 L/min) întreg surplusul de O 2<br />
este<br />
folosit de muşchii respiratori ceea ce are ca rezultat limitarea capacităţii de efort chiar şi la<br />
normali. Acest nivel critic este atins mult mai repede la cei cu afecţiuni toracopulmonare la<br />
care rezistenţele pulmonare sunt mult crescute.<br />
Frecvenţa optimă a respiraţiei este de 16-18/min la individul sănătos în repaus. Ea se<br />
realizează automat la nivelul cel mai scăzut al rezistenţei totale pentru un anumit volum de aer<br />
ventilat, ştiut fiind faptul că rezistenţa elastică scade odată cu creşterea frecvenţei respiraţiei,<br />
iar rezistenţa la flux creşte.<br />
2.2.1.3.Volumele pulmonare statice. Aceste volume cuprind aerul care poate fi introdus<br />
sau scos din plămâni în cursul unei respiraţii. Ele sunt foarte variabile chiar la normali în funcţie<br />
de vârstă, sex sau gabaritul individului.<br />
Volumul curent (VC) este volumul de aer ce poate fi introdus şi scos din plămâni în cursul<br />
respiraţiei de repaus şi are o valoare de aprox 500 ml.<br />
Volumul inspirator de rezervă (VIR) este volumul de aer ce poate fi introdus în plămâni<br />
la sfărşitul unei inspiraţii normale. Are o valoare de 3500-3800 ml reprezentând cam 60% din<br />
capacitatea vitală.<br />
Volumul expirator de rezervă (VER) este volumul maxim ce poate fi eliminat la sfârşitul<br />
unei expiraţii normale. Are o valoare de 1000-1200 ml sau 25% din capacitatea vitală.<br />
Capacitatea vitală (CV) reprezintă suma VC, VIR şi VER deci cam 4500-4800 ml. Poate<br />
fi măsurată sub forma volumului de aer eliminat printr-o expiraţie forţată ce urmează unei<br />
inspiraţii forţate. Reprezintă cam 75% din capacitatea pulmonară totală (CPT).<br />
Volumul rezidual (VR) este volumul de aer care rămâne în plămâni după o expiraţie forţată.<br />
Acest volum care nu poate fi eliminat este în jur de 1500 ml sau 25% din CPT.<br />
Capacitatea reziduală funcţională (CRF) este suma VER şi VR şi reprezintă volumul de aer<br />
ce se găseşte în plămâni la sfârşitul unei respiraţii normale (2200-2500 ml sau 50% din CPT).<br />
Capacitatea pulmonară totală (CPT) reprezintă volumul total de aer conţinut în plămâni<br />
fiind egal cu suma CV şi VR (5-6000 ml) (FIG 2.12.).<br />
Determinarea volumelor pulmonare se poate face prin spirometrie sau spirografie, interpretarea<br />
rezultatelor făcându-se prin comparera cu valorile “ideale” care ţin cont de variaţiile<br />
legate de vârstă, sex, înălţime şi greutate. Aprecierea volumelor pulmonare care nu pot fi<br />
FIG.2.10. Lucrul mecanic respirator în funcţie<br />
de volumul de aer ventilat<br />
FIG.2.11. Consumul de O 2<br />
al muşchilor respiratori<br />
în funcţie de volumul de aer ventilat
determinate spirografic (VR,CRF) se poate face folosind tehnica spălării N 2<br />
, diluţia He sau<br />
pletismografia corporală.<br />
Scăderea CV sub 80% din valoarea “ideală” este considerată patologică dar ea poate fi<br />
compensată prin creşterea frecvenţei respiratorii care menţine ventilaţia maximă cu condiţia<br />
unei bune permeabilităţi bronşice. Scăderile net patologice care nu pot fi compensate presupun<br />
o scădere a CV sub 50-60%.<br />
Alterarea volumelor pulmonare trebuie corelată cu alte date privind funcţia pulmonară<br />
(debite ventilatorii, complianţa pulmonară, rezistenţa la flux, capacitatea de difuziune,<br />
concentraţia sanguină a gazelor respiratorii.<br />
2.2.1.4.Debitele ventilatorii reprezintă volumele de aer ventilate în unitatea de timp.<br />
Respiraţia normală se numeşte eupnee, cea accelerată polipnee, iar cea încetinită bradipnee.<br />
Creşterea amplitudinii respiraţiei se numeşte hiperpnee iar oprirea respiraţiei apnee.<br />
Dispneea este o tulburare a respiraţiei caracterizată prin respiraţie dificilă cu “sete de aer”ce<br />
se poate însoţi de tulburări ale ritmului, amplitudinii şi frecvenţei respiraţiilor.<br />
Debitele ventilatorii pot fi exprimate ca volume deplasate în unitatea de timp ce pot fi<br />
măsurate spirografic sau ca debite instantanee corespunzătoare unui anumit moment al ciclului<br />
respirator sau la un volum dat, ele putând fi măsurate pe curba flux-volum (FIG 2.13) .<br />
Volumul expirator maxim pe secundă (VEMS) reprezintă volumul maxim expirat în prima<br />
secundă a unei expiraţii forţate ce urmează unei inspiraţii forţate. Se determină spirografic şi<br />
poate fi corelat cu curba flux-volum (FIG 2.14).<br />
Exprimarea VEMS se poate face în valoare absolută (ml), aceasta trebuind să fie peste 80%<br />
din valoarea ideală sau se poate raporta la CV sub forma indicelui de permeabilitate bronşică<br />
VEMSx100/CV care trebuie să fie mai mare de 70.<br />
VEMS oglindeşte mai ales rezistenţa la flux în căile aeriene periferice de mic calibru care<br />
poate fi modificată prin procese inflamatorii sau alergice, dar şi scăderea forţei contractile a<br />
muşchilor respiratori. Scăderea VEMS se însoţeşte frecvent de tulburări de distribuţie a aerului<br />
ventilat şi creşterea VR şi a CRF.<br />
Volumul inspirator maxim pe secundă (VIMS) este volumul de aer inspirat în prima secundă<br />
a unei inspiraţii maxime rapide care urmează unei expiraţii maxime. Valoarea sa depăşeşte cu<br />
puţin valoarea VEMS raportul VEMS/VIMS fiind de 0.8. VIMS scade mult în stenozele fixe ale<br />
căilor aeriene produse de obicei prin leziuni cicatriciale.<br />
Debitul ventilator de repaus (VE repaus) reprezintă cantitatea de aer ventilat în repaus în<br />
timp de 1 minut. Valoarea sa este în jur de 6-8 L/min (3.6 L/min/m 2 la bărbaţi şi 3.2 L/min/m 2 la<br />
73<br />
FIG 2.12.Volumele pulmonare statice înregistrate spirografic la diferite debite ventilatorii
74<br />
FIG 2.13. Curba flux-volum realizată la capacitatea<br />
vitală<br />
femei) putându-se realiza la frecvenţe şi volume<br />
curente diferite în funcţie de particularităţile<br />
individuale.<br />
Debitul ventilator maximal (Vmax) este<br />
volumul maxim de aer care poate fi ventilat<br />
în condiţii de efort. El se realizează deobicei la<br />
frecvenţe de 40-50/min şi cu volume curente<br />
de 50-60 % din CV.<br />
Determinarea se poate face spirografic la<br />
o ventilaţie voluntară maximă timp de 10-15 s<br />
pentru a evita producerea alcalozei respiratorii<br />
sau indirect cu ajutorul formulei VEMS x 30.<br />
In cifre absolute Vmax atinge în medie<br />
130 L/min (75-175 L/min la bărbaţi sau 65-125<br />
L/min la femei) dar valorile trebuie comparate<br />
cu valorile ideale faţă de care se admit scăderi<br />
cu până la 20%.<br />
Scăderea Vmax înseamnă o reducere a<br />
rezervelor ventilatorii ale individului indicând<br />
existenţa unei disfuncţii ventilatorii.<br />
Aceasta se poate realiza prin:<br />
-scăderea CV în cazul unor afecţiuni pulmonare,<br />
pleurale, toracice sau neuromusculare<br />
(disfuncţie ventilatorie restrictivă)<br />
-scăderea VEMS în cazul emfizemului<br />
pulmonar sau al obstrucţiilor căilor aeriene<br />
(disfuncţie ventilatorie obstructivă)<br />
-scăderea CV şi VEMS în cazul unor procese<br />
tuberculoase extinse, cifoscolioze marcate (disfuncţie mixtă) (FIG 2.15).<br />
Disfuncţiile ventilatorii nu se însoţesc în mod obligatoriu de insuficienţă respiratorie.<br />
Debitul expirator maxim instantaneu, măsurabil pe curba flux-volum reprezintă<br />
valoarea maximă a fluxului respirator în cursul unei expiraţii forţate şi poate atinge<br />
8-10 L/s în funcţie de forţa de contracţie a muşchilor respiratori.<br />
Debitul inspirator maxim instantaneu este corespondentul inspirator al precedentului şi<br />
are valori cu puţin mai mari decât acesta.<br />
Debitele instantanee variază<br />
cu sexul sau vârsta dar foarte puţin<br />
cu înălţimea şi pot fi măsurate la<br />
anumite volume de aer (75, 50 sau<br />
25% din CV) permiţând o evaluare<br />
mai detailată a desfăşurării efortului<br />
ventilator.<br />
Insuficienţa respiratorie acută<br />
reprezintă o tulburare severă a<br />
schimbului de gaze la nivel alveolar<br />
cu hipoxemie (pO 2<br />
45-50 mmHg). Ea poate<br />
apare şi la indivizi sănătoşi nu numai<br />
la cei cu afecţiuni pulmonare<br />
cronice şi se însoţeşte de modificări<br />
patologice pulmonare (leziuni<br />
ale endoteliului capilar, edem<br />
interstiţial, leziuni alveolare).<br />
Cauzele care o produc pot fi<br />
FIG.2.14. Interrelaţia dintre VEMS şi curba flux-volum care<br />
arată momentul debitului expirator maxim
foarte diferite: infecţii sau leziuni ischemice pulmonare, embolie gazoasă, insuficienţa cardiacă,<br />
hipoxie cerebrală, aspirarea conţinutului gastric, acţiunea toxică a O 2<br />
, acţiunea unor substanţe<br />
vasoactive sau enzime lizozomale.<br />
Insuficienţa respiratorie cronică se caracterizează prin incapacitatea organismului de a<br />
asigura valorile normale ale pO 2<br />
şi pCO 2<br />
arteriale cu un lucru mecanic respirator rezonabil în<br />
condiţii de repaus sau activitate obişnuită. Ea poate avea cauze pulmonare (obstrucţii ale căilor<br />
respiratorii, bronşite cronice, emfizem sau tumori pulmonare, afecţiuni cardiace cu răsunet pulmonar)<br />
sau nepulmonare (traumatisme ce afectează sistemul nervos central, leziuni medulare,<br />
miopatii, afecţiuni ale cutiei toracice).<br />
Emfizemul pulmonar este o afecţiune respiratorie cronică ce se caracterizează prin lărgirea<br />
anormală a căilor respiratorii terminale şi modificări distructive ale pereţilor alveolari cu fibroză<br />
interstiţială.<br />
Astmul bronşic se datoreşte unei creşteri a rezistenţei la flux a căilor aeriene prin contracţia<br />
musculaturii netede bronşice, edem al mucoasei căilor respiratorii cu inflamaţie şi hipersecreţie<br />
bronşică.<br />
Mecanismul producerii acestor tulburări implică o reducere a nivelului adenilat ciclazei<br />
şi deci a cAMP, blocarea parţială a receptorilor β adrenergici şi hiperexcitabilitatea musculaturii<br />
netede la stimuli imunologici, fizici, chimici sau psihici. Există o predispoziţie genetică la sensibilitatea<br />
faţă de antigene cu producere crescută de IgE care se leagă la nivelul mastocitelor şi<br />
bazofilelor cu un antigen specific ducând la eliberarea de histamină cu efect bronhoconstrictor<br />
prin receptorii H 1<br />
.<br />
Substanţele adrenergice, glucocorticoizii, teofilina, aerosolii apoşi, expectorantele<br />
ameliorează simptomatologia prin relaxarea musculaturii netede, reducerea congestiei şi<br />
secreţiei mucoase, fluidizarea secreţiilor bronşice (FIG 2.16).<br />
2.3.Circulaţia pulmonară.<br />
Plămânii au o dublă vascularizaţie, una nutritivă (bronşică) şi una funcţională (pulmonară).<br />
Circulaţia pulmonară sau mica circulaţie se desfăşoară într-un regim de presiune scăzută dar cu un<br />
debit egal cu debitul cardiac (5 L/min).<br />
Presiunea arterială medie din artera pulmonară este de 15 mmHg iar cea din capilarele pulmonare<br />
este de 7 mmHg.<br />
Rezistenţa vasculară pulmonară este mai mică faţă de cea din circulaţia sistemică fiind în jur de 100<br />
dyne/s.cm 5 .<br />
Fluxul sanguin pulmonar este ceva mai mare<br />
pentru plămânul drept (55 %) comparatriv cu cel stâng.<br />
Distribuţia sa nu este egală fluxul fiind mai mic la vârfuri<br />
şi mai mare la baze.<br />
Volumul sanguin pulmonar reprezintă cam 240 ml/<br />
m 2 sau 9 % din volumul sanguin total.<br />
Raportul dintre ventilaţie şi perfuzie (V/P) are o<br />
valoare medie de 0.8 fiind mai mare la vârfuri (3.3) şi mai<br />
mic la baze (0.63) din cauză că ventilaţia creşte doar de<br />
3 ori de la vârfuri spre baze comparativ cu perfuzia care<br />
creşte de 10 ori.<br />
Reglarea circulaţiei pulmonare este dependentă<br />
de acţiunile neuro-umorale, dar şi de factori pasivi.<br />
Vasoconstricţia pulmonară este produsă de excitarea<br />
simpatică ca şi de numeroase substanţe (catecolamine,<br />
angiotensina II, histamina, hipoxie şi hipercapnie<br />
alveolară). Vasodilataţia pulmonară este produsă de<br />
parasimpatic şi sub acţiunea acetilcolinei, bradikininei,<br />
prostaciclinei sau a NO.<br />
75<br />
FIG 2.15. Clasificarea disfuncţiilor ventilatorii<br />
în funcţie de variaţiile<br />
CV şi ale VEMS<br />
Plămânii sunt organe cu dublă vascularizaţie<br />
una nutritivă reprezentată de circulaţia bronşică<br />
şi una funcţională reprezentată de circulaţia<br />
pulmonară sau mica circulaţie. Intre aceste 2
76<br />
FIG. 2.16. Efectele unor acţiuni farmacologice asupra musculaturii netede şi secreţiei de mucus la nivelul<br />
căilor aeriene care influenţează calibrul acestora şi deci fluxul ventilator<br />
sisteme circulatorii există numeroase comunicări la nivel capilar care permit în anumite cazuri<br />
şuntări circulatorii find responsabile parţial de contaminarea venoasă a sângelui arterial (FIG<br />
2.17).<br />
Prin astfel de legături se poate asigura însă oxigenarea alveolelor lipsite de ventilaţie.<br />
Circulaţia pulmonară se desfăşoară în condiţii unice într-un organ care conţine aer şi a<br />
cărui formă se schimbă mereu sub acţiunea jocului gradientului de presiune transpulmonară<br />
care influenţează condiţiile hemodinamice.<br />
Circulaţia bronşică aparţine marii circulaţii şi se desfăşoară într-un regim de presiune<br />
hidrostatică crescută, dar cu un debit redus (1-2% din debitul cardiac).<br />
Circulaţia pulmonară constituie mica circulaţie în care presiunile sunt mai scăzute decât<br />
cele din circulaţia sistemică deşi debitul este egal cu debitul cardiac.<br />
Circulaţia pulmonară începe în ventriculul drept continuând cu artera pulmonară care se<br />
divide în 2 ramuri pentru cei 2 plămâni. Pereţii arteriali sunt mai subţiri şi au un strat muscular<br />
mai slab reprezentat. Cele 2 ramuri ale arterei pulmonare se ramifică treptat urmând traseul<br />
căilor aeriene până la nivelul precapilarelor care ajunse la nivelul bronhiolelor terminale şi al<br />
canalelor alveolare se ramifică într-o reţea de capilare foarte bogată.<br />
Capilarele pulmonare sunt mai scurte şi mai groase decât cele din circulaţia sistemică<br />
au un diametru de 7-9 µm, dar lungimea lor este greu de apreciat din cauza numeroaselor<br />
anastomoze. Această dispoziţie asigură un strat aproape continuu de sânge în jurul alveolelor<br />
favorizând schimburile respiratorii.<br />
Capilarele confluează în venule şi vene care în final vor forma cele 4 vene pulmonare prin<br />
care sângele ajunge în atriul stâng.<br />
Timpul de circulaţie în circulaţia pulmonară este în repaus de 4-5 s din care aprox 0.7 s în<br />
teritoriul capilar. In cursul efortului acest timp poate scădea până la 0.3 s.<br />
Presiunea hidrostatică din diferitele teritorii vasculare pulmonare este rezultanta forţelor<br />
care acţionează la nivelul lor în condiţiile speciale ale plămânilor unde în afara acţiunii de<br />
pompă a inimii intervine şi acţiunea mişcărilor respiratorii.
2.3.1.Presiunile intravasculare pulmonare. Presiunea absolută este dată de sistola ventriculului<br />
drept în condiţiile rezistenţei scăzute a vaselor pulmonare.<br />
In artera pulmonară presiunea sistolică este de 20-25 mmHg iar cea diastolică de 6-12<br />
mmHg cu o presiune medie de 15 mmHg. In capilarele pulmonare presiunea este de doar 6-9<br />
mmHg, cu mult mai mică decât cea din capilarele circulaţiei sistemice. Dacă un cateter este<br />
împins prin artera pulmonară până la nivelul unei ramuri mici periferice, presiunea înregistrată<br />
este folosită pentru evaluarea presiunii capilare (capillary wedge pressure).<br />
La nivelul venelor pulmonare presiunea scade treptat pentru a ajunge în atriul stâng la<br />
3-4 mmHg (FIG 2.18).<br />
Din cauza presiunilor intravasculare scăzute influenţele externe produse de inspiraţie şi<br />
expiraţie sunt destul de marcate.<br />
Presiunea transmurală la nivelul vaselor pulmonare reprezintă diferenţa dintre presiunea<br />
intravasculară şi cea exercitată din exterior. Astfel vasele mari se dilată în inspiraţie şi sunt<br />
comprimate în expiraţie. La nivelul capilarelor alveolare influenţa este şi mai mare, numai<br />
că aici capilarele din pereţii alveolari se turtesc în inspiraţie, în timp ce acelea dintre alveole<br />
se dilată fiind tracţionate de fibrele elastice. In expiraţie toate capilarele sunt turtite ceea ce<br />
duce la creşterea rezistenţei vasculare pulmonare. Presiunea transmurală este influenţată şi<br />
de presiunea interpleurală şi gradul inflaţiei pulmonare.<br />
Presiunea transmurală constituie un factor important pentru schimburile de apă şi<br />
electroliţi la nivel capilar, presiunea hidrostatică scăzută şi presiunea oncotică dată favorizând<br />
trecerea lichidelor în capilare din spaţiul interstiţial. Volumul lichidian din spaţiul interstiţial este<br />
în jur de 200 ml dar prezintă variaţii în funcţie de numărul de capilare pulmonare perfuzate<br />
care creşte în efort.<br />
2.3.2.Rezistenţa vasculară pulmonară. Din cauza pereţilor lor subţiri şi a marii lor complianţe<br />
modificarea calibrului vaselor pulmonare se realizează nu numai sub acţiunea muşchilor netezi<br />
vasculari ci şi prin influenţa presiunii transmurale. In aceste condiţii deşi rezistenţa vasculară este<br />
controlată activ de arteriole, ea depinde într-o măsură importantă şi de capilarele pulmonare<br />
unde influenţa factorilor transmurali este semnificativă.<br />
Valoarea normală a rezistenţei vasculare pulmonare este de 1.7 mmHg/L/min ceea ce<br />
corespunde la 100 dyne/s.cm -5 . În aprecierea ei trebuie să ţinem cont de presiunea arterială<br />
pulmonară, presiunea din atriul stâng şi fluxul sanguin pulmonar.<br />
77<br />
2.3.3.Fluxul şi volumul sanguin<br />
pulmonar. Sângele ejectat de<br />
ventriculul drept la fiecare sistolă<br />
ajunge în circulaţia pulmonară cu o<br />
viteză de 85 cm/s ce scade aproape<br />
de zero în diastolă. Viteza medie în<br />
artera pulmonară este de 18 cm/s.<br />
Plămânul stâng primeşte 45% din<br />
fluxul total iar cel drept 55%, lobii<br />
inferiori fiind mai bine perfuzaţi<br />
decât cei superiori.<br />
M i ş c ă r i l e r e s p i r a t o r i i<br />
influenţează fluxul sanguin pulmonar<br />
cu răsunet şi asupra presiunii<br />
arteriale sistemice şi frecvenţei<br />
cardiace care scad la începutul<br />
inspiraţiei şi cresc la sfârşitul<br />
expiraţiei.<br />
Astfel, în inspiraţie volumul<br />
vaselor creşte şi ca urmare la început<br />
afluxul spre inima stângă<br />
scade pentru ca apoi să crească<br />
FIG 2.17. Vascularizaţia acinului pulmonar.<br />
Se poate observa comunicarea circulaţiei pulmonare cu cea<br />
bronşică (a) şi contaminarea cu sângele neoxigenat prin şunt<br />
arteră-venă (b) sau de la nivelul alveolelor neaerate (c)
78<br />
FIG 2.18. Circulaţia pulmonară şi presiunile intravasculare. Cifrele exprimă saturaţia sângelui în diferitele<br />
teritorii ale acesteia<br />
imediat după umplerea completă a vaselor pulmonare. Creşterea este continuată în expiraţie<br />
pentru ca apoi să scadă la începutul inspiraţiei. In aceste procese mai participă şi conexiunile<br />
dintre centrii respiratori şi cei cardiovasomotori ca şi influenţele chemo şi presoreceptoare.<br />
Distribuţia fluxului sanguin pulmonar nu este uniformă nu numai din cauze gravitaţionale<br />
generate de poziţia vaselor faţă de inimă, ci şi din cauza interacţiunii dintre presiunea<br />
hidrostatică şi mişcările respiratorii.<br />
S-a demonstrat că atât fluxul sanguin cât şi ventilaţia cresc de la vârfuri spre bazele<br />
plămânilor (ventilaţia de 3 ori iar perfuzia de 10 ori) (FIG 2.19).<br />
Se descriu 3 zone topografice pulmonare în funcţie de interrelaţia dintre presiunea<br />
alveolară (P A<br />
), cea de la capătul arterial al capilarului pulmonar (P a<br />
) şi cea de la capătul său<br />
venos (P v<br />
) :<br />
-Zona I în care P A<br />
>P a<br />
>P v<br />
ceea ce duce la colabarea capilarelor cu reducerea importantă<br />
a fluxului<br />
-Zona II în care P a<br />
>P A<br />
>P v<br />
fluxul fiind determinat de diferenţa dintre presiunile arterială şi<br />
alveolară ceea ce realizează o cascada vasculară<br />
-Zona III în care P a<br />
>P v<br />
>P A<br />
iar fluxul depinde de diferenţa de presiune arterio-venoasă.<br />
Fluxul creşte în această zonă datorită acţiunii gravităţii prin distensie şi recrutare de noi capilare<br />
(FIG 2.20.).<br />
Acestor 3 zone li s-a adăgat o a 4-a situată în părţile cele mai inferioare ale plămânilr în care<br />
fluxul scade datorită creşterii presiunii interstiţiale care îngustează vasele extra-alveolare.<br />
Volumul sanguin pulmonar cuprinde în jur de 9% din volumul sanguin total ceea ce<br />
înseamnă cam 240 ml/m 2 suprafaţă corporală. Vasele pulmonare constituie un rezervor mic de<br />
sânge în comparaţie cu rezervorul venos sistemic. Din acest volum aprox 60 ml/m 2 se găsesc<br />
în capilare şi participă la schimburile gazoase.<br />
Interrelaţia dintre ventilaţia şi perfuzia pulmonară. Dacă se consideră că întrun<br />
minut se ventilează la nivel alveolar cam 4 L de aer (restul rămânând în spaţiul<br />
mort) iar debitul cardiac este de 5 L/min atunci raportul dintre ventilaţie şi perfuzie<br />
(V/P) are o valoare medie de 0.8 în condiţii ideale în care toate alveolele sunt egal<br />
ventilate şi perfuzate.<br />
In realitate există mari variaţii ale distribuţiei aerului ventilat şi ale perfuziei ceea ce face<br />
ca raportul V/P să varieze între 3.3 la vârfuri şi 0.63 la baze. Acest lucru generează un gradient<br />
vertical al presiunilor parţiale ale O 2<br />
şi CO 2<br />
în aerul alveolar (FIG 2.21).<br />
In plus chiar la nivelul acinilor există o inegalitate între ventilaţie şi perfuzie având în
vedere faptul că alveolele sunt ventilate în serie primind tot mai puţin oxigen spre capătul<br />
acinului, în timp ce perfuzia capilară se realizează în paralel sângele având acelaşi conţinut în<br />
oxigen (FIG. 2.22).<br />
Cu toate că pO 2<br />
în alveole scade cu 40 mmHg de la vârf la bază, saturaţia sângelui ce<br />
părăseşte plămânii nu scade cu mai mult de 4% datorită formei curbei de disociere a O 2<br />
Hb.<br />
La individul normal inegalitatea raportului V/P are influenţă minimă asupra schimburilor<br />
respiratorii prin intervenţia a 2 mecanisme compensatorii:<br />
-reducerea perfuziei unui teritoriu bine ventilat duce la scăderea CO 2<br />
din alveolele şi căile<br />
aeriene adiacente ceea ce produce constricţia musculaturii netede de la acest nivel diminuând<br />
ventilaţia<br />
-hipoventilaţia unui teritoriu bine perfuzat scade O 2<br />
şi ca urmare se produce vasoconstricţie<br />
care scade perfuzia.<br />
2.3.4.Reglarea circulaţiei pulmonare se realizează prin interrelaţia factorilor care<br />
influenţează fluxul sanguin în mod activ sau pasiv.<br />
Controlul vasomotor activ este posibil prin intermediul inervaţiei vegetative a vaselor pulmonare<br />
în condiţiile în care inervaţia acestora este mai redusă comparativ cu vasele sistemice,<br />
mai ales la nivelul vaselor mici.<br />
Simpaticul produce o creştere rezistenţei vasculare prin intermediul α receptorilor sau<br />
numai o distensibilitate mai redusă a vaselor.<br />
Fibrele parasimpatice colinergice au acţiune vasodilatatoare, în special asupra vaselor<br />
bronşice.<br />
Reflexele baro sau chemoreceptoare sistemice au răsunet şi la nivelul circulaţiei<br />
pulmonare. Astfel, stimularea baroreceptorilor sino-carotidieni produce vasodilataţie,<br />
în timp ce stimularea hipoxică a chemoreceptorilor corpusculilor carotidieni<br />
produce vasoconstricţie.<br />
Numeroase substanţe acţionează pe cale umorală asupra circulaţiei pulmonare.<br />
Catecolaminele, agoniştii α adrenergici, angiotensina II, histamina, PGF 2<br />
α, PGE 2<br />
, tromboxanii<br />
produc vasoconstricţie, la fel ca şi hipoxia şi hipercapnia alveolară sau scăderea pH<br />
sanguin.<br />
Acetilcolina, agoniştii β adrenergici (izoproterenol), PGE 1<br />
, PGI 2<br />
, bradikinina, NO sunt<br />
vasodilatatoare.<br />
79<br />
FIG. 2.19. Variaţiile fluxului sanguin şi ale<br />
ventilaţiei la vârful şi la baza plămânilor<br />
FIG.2.20. Împărţirea plămânilor în zone în<br />
funcţie de interrelaţia dintre presiunile alveolară<br />
(PA), de la capătul arterial al capilarului pulmonar<br />
(Pa) şi de la cel venos (Pv)
80<br />
In ceea ce priveşte modificările pasive ale rezistenţei vasculare pulmonare, variaţiile volumului<br />
pulmonar peste sau sub capacitatea reziduală funcţională, creşterea presiunii alveolare<br />
şi interstiţiale, presiunea intrapleurală pozitivă cresc rezistenţa vasculară pulmonară, în timp ce<br />
creşterea presiunii în artera pulmonară şi atriul stâng, creşterea volumului sanguin pulmonar<br />
şi a debitului cardiac o reduc.<br />
2.4.Difuziunea alveolo-capilară.<br />
Difuziunea alveolo-capilară reprezintă trecerea gazelor din aer în sânge şi invers prin traversarea<br />
membranei alveolo-capilare.<br />
Difuziunea depinde în primul rând de diferenţa de presiune parţială a gazelor, ca şi de proprietăţile<br />
lor fizico-chimice sau grosimea şi suprafaţa membranei alveolo-capilare.<br />
Pentru O 2<br />
presiunea în aerul alveolar este de 100 mmHg, iar în sângele venos 40 mmHg.<br />
Pentru CO 2<br />
presiunea în alveole este de 40 mmHg iar în sângele venos 46 mmHg.<br />
Capacitatea de difuziune a plămânilor constă în abilitatea unui gaz de a trece prin membrana<br />
alveolo-capilară în unitatea de timp pentru o anumită diferenţă de presiune parţială.<br />
Capacitatea de difuziune pentru O 2<br />
este de 15-20 ml/min/mmHg în repaus şi de 40-80 ml în cursul<br />
efortului.<br />
Ca urmare a mişcărilor respiratorii gazele componente ale atmosferei ajung la nivelul alveolelor<br />
unde vin în contact cu sângele capilar prin intermediul membranei alveolo-capilare.<br />
La individul normal în repaus cei 120 ml sânge capilar sunt înconjuraţi cam de 2 L aer<br />
alveolar ce constituie capacitatea reziduală funcţională. Reţeaua capilară are o suprafaţă de<br />
90 m 2 totalizând o lungime de aprox 1500 km.<br />
La nivelul membranei alveolo-capilare are loc schimbul de gaze prin difuziune, fenomen<br />
care depinde de mai mulţi factori:<br />
-diferenţa de presiune parţială a gazelor<br />
-proprietăţile lor fizico-chimice<br />
-grosimea şi suprafaţa membranei de schimb<br />
Diferenţa de presiune parţială. Faţă de aerul atmosferic care conţine oxigen, bioxid de<br />
carbon şi azot într-o anumită proporţie, aerul alveolar şi sângele care vine sau părăseşte<br />
capilarele conţin mai puţin oxigen şi mai mult bioxid de carbon, în timp ce azotul nu suferă<br />
modificări importante (Tabel I).<br />
Aerul alveolar are o compoziţie diferită de cea a aerului atmosferic datorită schimburilor de<br />
gaze. Ea nu rămâne fixă datorită variaţiilor respiratorii, a existenţei spaţiului mort şi a inegalităţii<br />
ventilaţiei alveolare. Moleculele de gaz traversează membrana alveolo-capilară prin difuziune<br />
simplă de la locurile unde presiunea lor parţială este mai mare spre locurile unde aceasta este<br />
FIG. 2.21. Gradientul vertical al presiunilor<br />
parţiale ale O 2<br />
şi CO 2<br />
în aerul alveolar<br />
FIG. 2.22. Interrelaţia dintre ventilaţie şi perfuzie<br />
la nivelul acinului unde alveolele sunt ventilate<br />
în serie în timp ce perfuzia are loc în paralel
mai mică.<br />
Difuziunea este favorizată de circulaţia intensă, reacţiile chimice rapide ale gazelor în<br />
sânge favorizate de unele enzime specifice şi ajustarea continuă a ventilaţiei şi perfuziei la<br />
necesităţile metabolice.<br />
In repaus consumul de O 2<br />
este în jur de 250 ml/min cu o producţie de 200 ml CO 2<br />
, cifrele<br />
variind mult în cursul efortului.<br />
Proprietăţile fizico-chimice ale gazelor. Moleculele gazelor se află în continuă mişcare ceea<br />
ce asigură dezvoltarea unei anumite presiuni în funcţie de numărul de molecule, volumul pe care<br />
îl ocupă şi temperatură fără ca presiunea parţială a unui gaz să afecteze presiunea altuia.<br />
Influenţa temperaturii asupra volumului gazelor este importantă pentru măsurarea<br />
volumelor pulmonare ţinând cont de faptul că temperatura corporală de 37 0 C este de obicei<br />
superioară temperaturii atmosferice reducând volumul gazelor care părăsesc plămânii. In plus<br />
aerul expirat este saturat cu vapori de apă la o presiune parţială de 47 mmHg.<br />
Volumele de aer măsurate trebuie deci corectate în funcţie de temperatură, presiunea<br />
atmosferică şi presiunea vaporilor de apă. Se folosesc următoarele tipuri de corecţie:<br />
-STPD la 0 0 C, 760 mmHg, fără vapori de apă<br />
-BTPS la 37 0 C, presiune saturată cu vapori de apă<br />
-ATPS la temperatura mediului ambiant şi la presiune saturată cu vapori de apă.<br />
Cantitatea de gaz din plasmă sau alte lichide ale corpului depinde de presiunea gazului<br />
şi solubilitatea acestuia.<br />
Solubilitatea gazelor este mai scăzută în plasmă din cauza prezenţei substanţelor solide<br />
dizolvate şi a eritrocitelor. Solubilitatea CO 2<br />
este mai mare decât cea a O 2<br />
. In 100 ml sânge la<br />
temperatura corpului avem cantităţi destul de mici de gaze dizolvate (O 2<br />
0.3 ml, CO 2<br />
3 ml, N 2<br />
0.8 ml) dar ele sunt importante deoarece numai trecând prin aceste forme se obţin celelalte<br />
combinaţii chimice ale lor.<br />
Grosimea şi suprafaţa membranei alveolo-capilare. Deşi grosimea medie a membranei<br />
alveolo-capilare este în jur de doar 1 µm, spaţiul pe care gazele trebuie să-l străbată din alveolă<br />
până în eritrocite sau invers este mult mai complex aici intervenind şi o serie de alte procese<br />
chimice.<br />
Reducerea suprafeţei de schimb sau alterarea membranei alveolo-capilare în cursul unor<br />
afecţiuni pulmonare îngreunează într-un mod semnificativ difuziunea.<br />
Capacitatea de difuziune a plămânilor constă în abilitatea unui gaz de a trece dintr-o parte<br />
în alta a membranei alveolo-capilare în unitatea de timp la o anumită diferenţă de presiune<br />
parţială.<br />
Capacitatea de difuziune a plămânilor pentru O 2<br />
este în repaus de 15-20 ml/min/mmHg<br />
dar ea poate creşte la 40-80 ml/min/mmHg în condiţii de efort sau hipoxie prin intensificarea<br />
respiraţiei şi a circulaţiei.<br />
Diferenţele alveolo-arteriale ale gazelor. Între aerul alveolar şi sângele arterial există şi în<br />
mod fiziologic unele diferenţe privind concentraţia gazelor respiratorii. Ele nu sunt importante<br />
pentru CO 2<br />
şi N 2<br />
dar pentru O 2<br />
gradientul poate varia chiar în repaus între 5 mmHg la 20 de ani<br />
şi 20 mmHg la 75 ani, valori care cresc în efortul intens.<br />
Acest gradient se datoreşte variaţiei raportului V/P în diferitele teritorii pulmonare ca şi<br />
contaminării venoase a sângelui arterial care atinge cam 2% din debitul cardiac.<br />
81<br />
2.5.Reglarea respiraţiei şi adaptarea ei în diferite condiţii.<br />
Reglarea respiraţiei se realizează prin mecanisme chemoneurologice complexe.<br />
Centrii respiratori principali se află în bulb. Aici există un grup de neuroni respiratori dorsal şi unul<br />
ventral.<br />
Grupul dorsal conţine neuroni cu rol inspirator situat în zona nucleului tractului solitar care<br />
controlează activitatea diafragmului prin intermediul nervilor frenici având rolul principal în generarea<br />
ritmului respirator.<br />
Grupul ventral este situat în zona nucleilor retrofacial, ambiguu şi retroambiguu şi conţin atât<br />
neuroni inspiratori cât şi expiratori.<br />
In punte există centrul pneumotaxic care are rolul de a influenţa succesiunea inspiraţie expiraţie.
82<br />
Centrii nervoşi superiori situaţi în hipotalamus, sistemul limbic şi scoarţa cerebrală realizează adaptarea<br />
comportamentală şi voluntară a respiraţiei intervenind în termoreglare, stările afectiv-emoţionale sau<br />
în activităţile voluntare.<br />
Numeroase reflexe influenţează activitatea respiratorie : reflexele Hering-Breuer şi paradoxal Head<br />
iniţiate de distensia sau colabarea plămânilor, reflexele proprioceptive şi chemoreceptoare.<br />
TABEL I. Presiunile parţiale ale gazelor în aerul atmosferic şi alveolar şi în sângele venos şi arterial (mmHg)<br />
Reflexele chemoreceptoare sunt declanşate de la nivelul unor receptori periferici (sino-carotidieni<br />
şi aortici) şi centrali (mai ales la nivelul bulbului) care transmit informaţii legate de pO 2<br />
, pCO 2<br />
şi pH.<br />
Reflexele cu acţiune tranzitorie sunt reprezentate de apneea reflexă, strănut, tuse, sughiţ, căscat ca<br />
şi de reflexele plecate de la receptorii J sau cei iritanţi, de la nivelul aparatului cardio-vascular şi al pielii.<br />
In cursul efortului creşte consumul de O 2<br />
de la 250 ml/min în repaus până la 3-4 L/min.<br />
Consumul de O 2<br />
creşte treptat atingând un nivel de echilibru care se menţine pe toată durata efortului.<br />
După încetarea acestuia consumul revine la valorile de repaus. Deficitul iniţial este astfel acoperit<br />
de datoria finală la revenire.<br />
Fiecare individ are o capacitate aerobică maximă adică un nivel maxim de efort pentru care îşi<br />
poate asigura consumul de O 2<br />
Depăşirea acestuia se face în condiţii de anaerobioză efortul neputând<br />
fi continuat prea mult.<br />
Adaptarea la efort se face prin mecanisme neurogene şi chimice care realizează creşterea ventilaţiei<br />
maxime până la 130-150 L/min precum şi creşterea debitului cardiac. Factorul limitativ al adaptării la efort<br />
nu este reprezentat de respiraţie ci de sistemul cardio-vascular.<br />
Hipobarismul se caracterizează prin scăderea pO 2<br />
pe măsura creşterii altitudinii.<br />
Semnele hipobarismului depind de altitudine şi rapiditatea instalări hipoxiei. Ventilaţia pulmonară<br />
creşte ca şi frecvenţa bătăilor inimii şi presiunea arterială.<br />
Hipoxia are efecte în primul rând asupra sistemului nervos, ele fiind severe când pO 2<br />
alveolar scade<br />
sub 30 mmHg şi se asociază cu hipocapnia produsă de hiperventilaţie. Se constată somnolenţă, lentoare,<br />
falsă senzaţie de bine, alterarea judecăţii critice, scăderea percepţiei dureroase.<br />
Aclimatizarea este posibilă la locuitorii marilor înălţimi care prezintă o toleranţă crescută la hipoxie<br />
prin creşterea ventilaţiei, ajustarea echilibrului acido-bazic, poliglobulie, creşterea debitului cardiac,<br />
creşterea numărului de capilare musculare.<br />
Expunerea la altitudini ridicate produce “răul de munte” care are ca simptome cefaleea, dispneea<br />
de efort, slăbiciune, greţuri, palpitaţii, transpiraţii.<br />
Expunerea de durată la altitudine se însoţeşte de o stare de oboseală, dureri ale extremităţilor,<br />
tulburări vizuale, insomnii.<br />
Hiperbarismul se caracterizează prin creşterea presiunii odată cu scufundarea subacvatică, la fiecare<br />
10 m presiunea crescând cu 1 atm.<br />
Scufundarea în apnee şi revenirea la suprafaţă este posibilă fără nici un echipament, scufundătorii<br />
antrenaţi prezentând o creştere a CPT, diminuarea VR şi toleranţă crescută la CO 2<br />
şi hipoxie.<br />
Scufundarea în apă până la gât are efecte asupra respiraţiei şi circulaţiei din cauza presiunii exercitate<br />
asupra corpului, chiar dacă aceasta nu este prea mare.<br />
Imersia capului sau numai a feţei produce un reflex de “scufundare” manifestat prin bradicardie<br />
accentuată şi vasoconstricţie sistemică cu creşterea presiunii arteriale. Acest reflex este caracteristic<br />
animalelor şi păsărilor acvatice.<br />
In cazul scufundărilor la adâncimi mari pe durate mai lungi respiraţia nu este posibilă decât folosind<br />
aparatură care să asigure aerului respirat o presiune egală cu cea de la adâncimea dată.<br />
Hipercapnia la care se asociază acţiunea narcotică a azotului dizolvat în sânge în cantităţi mai mari<br />
produce aşa numita “beţie a adâncurilor”.<br />
Persoanele antrenate pentru scufundări tolerează mai bine hipercapnia, au o respiraţie mai lentă<br />
cu creşterea VC, VIR şi CV.<br />
Revenirea rapidă la suprafaţă după o scufundare mai îndelungată duce la apariţia “disbarismului” sau<br />
a bolii de decompresiune cauzată de eliberarea azotului dizolvat sub formă de bule care cresc în volum pe<br />
măsura ascensiunii cauzând fenomene neurologice, cardio-vasculare, dureri articulare. Aceste tulburări<br />
pot fi înlăturate prin recomprimare urmată de decomprimare lentă sau pot fi prevenite prin folosirea unor<br />
amestecuri de gaze (azot-oxigen, heliu-oxigen, heliu-azot-oxigen) în locul aerului obişnuit.<br />
Administrarea de O 2<br />
pur nu este lipsită de pericole din cauza acţiunii toxice a acestuia mai ales la
nivelul sistemului nervos central.<br />
Embolia gazoasă nu trebuie confundată cu disbarismul, ea apare în cazul în care un scufundător care<br />
respiră aer la o presiune ridicată revine rapid la suprafaţă fără a expira. Creşterea bruscă a volumului de<br />
aer din plămâni poate duce la ruperea vaselor pulmonare şi pătrunderea aerului în sistemul circulator.<br />
Respiraţia periodică este o respiraţie anormală în care se interpun perioade mai lungi de apnee şi<br />
sunt expresia unei asfixii cerebrale.<br />
Asfixia este o stare caracterizată prin hipoxie şi hipercapnie datorate blocării căilor aeriene sau a<br />
transportului gazelor sanguine.<br />
Resuscitarea respiratorie constă în aplicarea în cazul opririi respiraţiei a unor manevre manuale sau<br />
folosind aparatură specializată care să permită schimburile respiratorii şi reluarea respiraţiei spontane.<br />
83<br />
Pentru a realiza un aport adecvat de O 2<br />
în funcţie de necesităţile metabolice ale organismului<br />
şi eliminarea CO 2<br />
rezultat, ventilaţia şi circulaţia pulmonară trebuie să se adapteze continuu<br />
prin intervenţia unor mecanisme de reglare chemoneurologice complexe.<br />
Scăderea cantităţii de O 2<br />
(hipoxia), dar mai ales creşterea CO 2<br />
(hipercapnia) sunt factorii<br />
principali de care depind variaţiile respiratorii. Ei acţionează direct sau pe cale reflexă asupra<br />
unor grupuri de neuroni situaţi la diferite nivele ale sistemului nervos central care la rândul lor<br />
vor acţiona asupra muşchilor respiratori prin intermediul motoneuronilor spinali.<br />
Numeroşi alţi stimuli plecaţi de la nivelul proprio, baro sau chemoreceptorilor răspândiţi<br />
în cele mai variate zone ale corpului influenţează respiraţia.<br />
2.5.1 Centrii respiratori.<br />
Activitatea repiratorie ritmică este bazată pe alternanţa descărcărilor neuronilor inspiratori<br />
şi expiratori bulbari fiind modelată prin influenţe nervoase extrabulbare. Respiraţia este un<br />
proces automat spontan care poate fi influenţat voluntar.<br />
Neuronii implicaţi în respiraţie sunt situaţi în anumiţi “centri” care grupează neuroni cu<br />
funcţii asemănătoare şi activitate înalt integrată.<br />
2.5.1.1.Centrii bulbo-pontini.<br />
Centrii bulbari sunt situaţi în substanţa reticulată de ambele părţi ale liniei mediane şi<br />
prezintă după descrierea clasică 2 zone: una inspiratoare situată dorsal a cărei excitare provoacă<br />
inspiraţia şi alta expiratorie situată mai ventral decât prima şi a cărei excitare produce expiraţia,<br />
activitatea respiratorie ritmică de repaus fiind dependentă mai ales de centrul inspirator (FIG<br />
2.23).<br />
Noţiunea de centru inspirator sau expirator este înlocuită în prezent prin aceea de grup<br />
neuronal denumit după poziţia sa anatomică şi în care pot coexista neuroni cu funcţii diferite.<br />
Grupul respirator dorsal este situat în zona nucleului tractului solitar şi conţine mai ales<br />
neuroni inspiratori care controlează activitatea diafragmului prin intermediul nervilor frenici. Ei<br />
trimit numeroase fibre spre neuronii grupului respirator ventral de la care pleacă însă mult mai<br />
puţine fibre spre grupul dorsal, ridicând semne de întrebare cu privire la viabilitatea mecanismului<br />
inervaţiei reciproce în generarea ritmicităţii spontane inspiraţie - expiraţie.<br />
Se descriu 2 tipuri de neuroni cu rol inspirator: 1 α care sunt inhibaţi de inflaţia plămânului<br />
şi 1 β care sunt excitaţi de inflaţie. Grupul respirator dorsal conţine şi o mică populaţie de neuroni<br />
expiratori amestecaţi printre cei inspiratori ca şi celule P care sunt interneuroni implicaţi<br />
în integrarea aferenţelor de la receptorii pulmonari de întindere.<br />
Nucleul tractului solitar este sediul proiecţiei fibrelor aferente ale glosofaringianului (IX)<br />
şi vagului (X) care transmit informaţii de la chemo şi baroreceptorii carotidieni şi aortici legate<br />
atât de pO 2<br />
, pCO 2<br />
şi pH din sângele arterial cât şi de nivelul presiunii arteriale. In plus sunt<br />
transmise şi informaţii de la diferiţi receptori pulmonari, mai ales cei de distensie.<br />
Se consideră că grupul respirator dorsal deţine rolul principal în generarea ritmului respirator<br />
ca şi în integrarea diferitelor aferenţe care îi pot influenţa activitatea pe cale reflexă.<br />
Grupul respirator ventral este situat în zona nucleilor retrofacial, ambiguu şi retroambiguu.<br />
Acest grup conţine atât neuroni inspiratori cât şi expiratori.
84<br />
Neuronii din nucleul ambiguu sunt mai ales motoneuroni vagali care inervează muşchii<br />
faringelui, laringelui şi ai limbii fiind implicaţi atât în inspiraţie cât şi în expiraţie.<br />
In nucleul retroambiguu neuronii inspiratori sunt situaţi mai mult în zona rostrală, în timp<br />
ce neuronii expiratori sunt situaţi caudal. Unii dintre neuronii inspiratori trimit impulsuri spre<br />
muşchii intercostali externi şi chiar spre diafragm, în timp ce restul sunt conectaţi numai cu<br />
alţi neuroni de la nivelul bulbului.<br />
Neuronii expiratori trimit impulsuri spre muşchii intercostali interni şi abdominali.<br />
Nucleul retrofacial conţine în special neuroni expiratori grupaţi în complexul Botzinger<br />
care inhibă neuronii inspiratori din grupul dorsal ca şi unii dintre motoneuronii frenici. Mulţi<br />
dintre neuronii expiratori nu sunt activi în eupnee când expiraţia are loc pasiv.<br />
In mod clasic centrii respiratori pontini ar fi reprezentaţi de centrul<br />
pneumotaxic şi centrul apneustic.<br />
In concepţia actuală centrul pneumotaxic cuprinde neuronii grupaţi în zona superioară<br />
a punţii în nucleul parabrahial medial şi nucleul Kolliker-Fuse care intervin în modulareaa succcesiunii<br />
inspiraţie-expiraţie.<br />
Existenţa centrului apneustic căruia i s-a atribuit un rol în întreruperea inspiraţiei nu a<br />
putut fi demonstrată.<br />
Rezultatele studiilor mai vechi privind rolul centrilor nervoşi bulbo-pontini în reglarea<br />
respiraţiei bazate pe secţionări şi distrugeri la diferite nivele ale trunchiului cerebral în condiţii<br />
de narcoză trebuie interpretate cu rezervă, dată fiind efectuarea lor în condiţii mult diferite<br />
de cele fiziologice.<br />
Ele au fost completate însă de studiile realizate prin înregistrarea activităţii electrice a<br />
neuronilor implicaţi în controlul respiraţiei.<br />
2.5.1.2.Centrii nervoşi superiori.<br />
Activitatea centrilor respiratori bulbo-pontini este modulată prin influenţa numeroaselor<br />
impulsuri provenite din alte teritorii ale sistemului nervos central realizând adaptarea<br />
comportamentală şi voluntară a respiraţiei în diferite condiţii fiziologice.<br />
Hipotalamusul intervine în modificările respiratorii legate de termoreglare la unele specii<br />
animale, în cursul febrei sau al unor modificări hemodinamice. Animalele cu blană lipsite de<br />
glande sudoripare (câine) prezintă o hiperventilaţie intensă pentru a evita supraîncălzirea.<br />
Vehicularea unor volume crescute de aer prin căile aeriene superioare produce o importantă<br />
pierdere de căldură prin evaporare. Hipocapnia este evitată deoarece respiraţia este superficială<br />
interesând doar spaţiul mort.<br />
Hipertermia în cursul febrei, al eforturilor intense sau expunerea la temperatură ridicată<br />
induce hiperventilaţie prin acţiunea directă a temperaturii, accelerarea proceselor metabolice<br />
şi producerea de metaboliţi acizi.<br />
Hipotermia are efecte inverse deprimând respiraţia.<br />
Sistemul limbic are rol în modificările respiratorii ce însoţesc stările emoţionale de frică<br />
sau furie. Stările de frică sau furie, ca şi senzaţiile plăcute determină accelerarea respiraţiei, în<br />
timp ce teama, groaza sau atenţia încordată se însoţesc de oprirea respiraţiei.<br />
Adulmecarea mirosurilor presupune implicarea unor modificări respiratorii specifice<br />
realizate prin conexiunile sistemului limbic cu cel olfactiv.<br />
Scoarţa cerebrală poate avea influenţe importante asupra respiraţiei, stimulii plecaţi din<br />
ariile motorii şi premotorii ajungând direct la motoneuronii ce inervează muşchii respiratori<br />
fără a mai trece prin centrii bulbo-pontini. Aflată sub control voluntar cortical respiraţia poate<br />
fi accelerată, încetinită sau chiar oprită pentru scurte perioade de timp.<br />
Posibilitatea realizării de reflexe condiţionate respiratorii (hiperventilaţia sportivilor înainte<br />
de start), adaptarea respiraţiei în unele situaţii psihosociale sau în cursul unor activităţi speciale<br />
(gimnastica yoga, vorbirea, cântatul vocal sau la instrumente de suflat) subliniază odată în plus<br />
rolul scoarţei cerebrale în modularea respiratorie.<br />
Rolul scoarţei este însă limitat de mecanismele reflexe induse de variaţiile nivelului CO 2<br />
.<br />
Centrii respiratori au numeroase conexiuni funcţionale cu alţi centri nervoşi care<br />
coordonează diferite funcţii. Există relaţii strânse cu centrii cardiovasomotori bulbari ca şi cu<br />
centrii masticaţiei deglutiţiei şi ai vomei. Respiraţia este complex interconectată cu mecanis-
FIG 2.23. Localizarea grupurilor de neuroni respiratori la nivelul<br />
trunchiului cerebral<br />
85<br />
mele care reglează circulaţia,<br />
metabolismul, echilibrul hidroelectrolitic,<br />
secreţiile endocrine,<br />
temperatura corporală<br />
participând la homeostazia<br />
generală a organismului.<br />
2.5.2.Reflexele implicate în<br />
reglarea respiraţiei.<br />
Mişcările respiratorii se<br />
realizează prin activitatea<br />
ritmică a centrilor respiratori<br />
bulbari modulată de centrii<br />
superiori sub influenţa a numeroase<br />
impulsuri de la diferiţi<br />
receptori dintre care cele mai<br />
importante sunt cele plecate<br />
de la nivelul plămânilor şi a<br />
zonelor reflexogene carotidiene<br />
şi aortice (FIG 2.24).<br />
Izolarea progresivă a centrilor<br />
respiratori bulbari prin<br />
reducerea aferenţelor va avea<br />
ca efect scăderea numărului<br />
neuronilor inspiratori activi în mod spontan şi deci deprimarea respiraţiei.<br />
2.5.2.1.Reflexele Hering-Breuer se produc la distensia (reflex inhibito-inspirator) sau colabarea<br />
(reflex excito-inspirator) plămânilor, un rol important în declanşarea lor având nervii<br />
vagi. Secţionarea lor duce la apariţia unei respiraţii rare şi adânci cu pauze între inspiraţie şi<br />
expiraţie toracele rămânând într-o poziţie de inspiraţie parţială. Nervii vagi transmit informaţii<br />
în primul rând de la nivelul receptorilor de întindere din muşchii netezi ai căilor aerienea dar<br />
şi de la nivelul marilor vase intratoracice sau al vasele pulmonare.<br />
Reflexul inhibito-inspirator este declanşat de distensia plămânilor ce acţionează la nivelul<br />
unor receptori de întindere cu adaptare lentă şi are rolul de a reduce lucrul respirator prin<br />
prevenirea vehiculării unor volume curente mari de aer şi a supradistensiei alveolare. Pentru a<br />
activa acest reflex în condiţii de eupnee sunt necesare volume curente de 800-1000 ml.<br />
Reflexul excito-inspirator se produce la colabarea plămânilor prin intervenţia unor receptori<br />
cu adaptare rapidă stimulaţi pe durate scurte la volume mari de aer. Acest reflex intervine<br />
în cazul unei colabări bruşte a plămânilor, aşa cum se întâmplă în pneumotorace sau în cazul<br />
unei respiraţii spontane ample (oftat) având rolul de a preveni atelectazia.<br />
2.5.2.2.Reflexul paradoxal Head este opus reflexului Hering-Breuer inhibito-inspirator<br />
şi realizează activarea inspiraţiei pe măsura hiperinflaţiei pulmonare ceea ce contribuie la<br />
hiperventilaţia de efort.<br />
2.5.2.3.Reflexele proprioceptive sunt declanşate de stimularea receptorilor de la nivelul<br />
muşchilor interostali şi diafragm (fusuri musculare şi receptori tendinoşi) şi ar avea un rol important<br />
în reglarea volumului curent.<br />
2.5.2.4.Reflexele chemoreceptoare sunt declanşate de modificările presiunilor parţiale<br />
ale gazelor respiratorii (pO 2<br />
,pCO 2<br />
) ca şi de variaţiile de pH rezultate în urma activităţii tisulare.<br />
Modificările sunt detectate de chemoreceptori situaţi la periferie sau la nivelul sistemului<br />
nervos central.<br />
Chemoreceptorii periferici sunt situaţi în corpusculii (glomus) din zonele sino-carotidiană<br />
şi aortică şi intervin şi în reglarea circulaţiei. Informaţiile de la aceştia sunt transmise pe calea<br />
nervilor vag şi glosofaringian la neuronii respiratori bulbari influenţând respiraţia.<br />
Corpusculii au o irigaţie foarte intensă (2000 ml/100 g ţesut) fiind foarte sensibili la scăderea<br />
pO 2<br />
, creşterea pCO 2<br />
, scăderea pH, reducerea presiunii arteriale, hipertermie sau creşterea<br />
activităţii simpatice şi vasoconstricţia ce o însoţeşte. Chemoreceptorii aortici sunt stimulaţi în
86<br />
special de hipoxie şi influenţează mai ales frecvenţa respiraţiilor, în timp ce receptorii sino-carotidieni<br />
influenţează atât frecvenţa cât şi profunzimea respiraţiei. Mecanismul prin care reducerea<br />
pO 2<br />
arterial influenţează activitatea chemoreceptorilor este legat de inhibarea permeabilităţii<br />
pentru K + a membranei celulelor chemosenzitive urmată de depolarizarea acestora.<br />
In condiţii de eupnee cu normoxie şi normocapnie chemoreceptorii periferici contribuie<br />
cu 20% la controlul ventilaţiei, în timp ce hiperpneea hipoxemică depinde în cea mai mare<br />
măsură de controlul periferic.<br />
Chemoreceptorii centrali sunt răspândiţi la diferite nivele ale sistemului nervos central<br />
dar mai ales în zona ventro-laterală a bulbului. Celulele chemoreceptoare sunt influenţate de<br />
cantitatea H + din lichidul cefalorahidian şi cel interstiţial, ele nefiind în contact direct cu sângele<br />
arterial de care sunt separate de bariera hemato-encefalică prin care doar CO 2<br />
difuzează cu<br />
uşurinţă. Chemoreceptorii centrali nu sunt influenţaţi de hipoxie.<br />
Compoziţia lichidului cefalo-rahidian este diferită de cea a plasmei, cantitatea de proteine<br />
este cu mult mai mică, pCO 2<br />
este ceva mai mare iar pH este mai acid (7.32), singurul sistem<br />
tampon semnificativ fiind bicarbonatul. Datorită acestui fapt hipercapnia va duce la modificări<br />
mai mari ale H + în lichidul cefalorahidian comparativ cu plasma.<br />
Chemoreceptorii centrali sunt implicaţi în menţinerea respiraţiei în condiţii de repaus ca şi<br />
în răspunsul de lungă durată la inhalarea de CO 2<br />
, spre deosebire de chemoreceptorii periferici<br />
care intervin în răspunsurile rapide la CO 2<br />
.<br />
Rolul CO 2<br />
şi al H + în modificările respiratorii este foarte important, lucru dovedit de<br />
creşterea aproape liniară a ventilaţiei în funcţie de concentraţia H + . Nivelul acesteia depinde<br />
de producerea metaboliţilor acizi şi în primul rând a CO 2<br />
care este cel mai puternic excitant al<br />
neuronilor respiratori. Hipoxia potenţează răspunsul ventilator la CO 2<br />
.<br />
Presiunea parţială a CO 2<br />
în sângele arterial şi lichidul cefalo-rahidian constituie principala<br />
determinantă a volumului curent şi a frecvenţei respiratorii. Doar hiperventilaţia voluntară şi<br />
hiperpneea din cursul efortului pot depăşi efectul hipercapniei asupra respiraţiei.<br />
Efectele cele mai marcate ale CO 2<br />
se obţin la concentraţii de 5-10 % în aerul respirat însoţite<br />
de variaţii ale pCO 2<br />
arterial între 40-70 mmHg. Depăşirea acestor concentraţii nu are efecte<br />
vizibil mai marcate, dar creşterile peste 70-80 mmHg au efecte inhibitoare asupra respiraţiei<br />
însoţindu-se de dispnee, cefalee intensă datorită vasodilataţiei cerebrale, stare de nelinişte,<br />
ameţeli sau leşin. Pierderea conştienţei, rigiditatea musculară şi tremorul apar la concentraţii<br />
de CO 2<br />
ce depăşesc 15%. Peste 20-30% se produc convulsii generalizate.<br />
Deprimarea răspunsului la CO 2<br />
până la apnee poate apare în somn, după consumul de<br />
substanţe opioide, barbiturice sau anestezice putând cauza moartea. Afecţiunile pulmonare<br />
cronice obstructive deprimă răspunsul ventilator la hipercapnie atât datorită dezechilibrului<br />
acido-bazic cât şi din cauză că lucrul mecanic ventilator crescut nu permite realizarea unei<br />
hiperventilaţii corespunzătoare efortului.<br />
Rolul hipoxiei în modificările respiratorii este legat de chemoreceptorii periferici, mai ales<br />
de la nivelul corpusculilor carotidieni sensibili faţă de nivelul pO 2<br />
arterial. Stimularea respiraţiei<br />
este moderată la grade mici de hipoxie dar este intensificată brusc când procentul de O 2<br />
în<br />
aerul respirat scade sub 10, iar pO 2<br />
scade sub 50 mmHg. Răspunsul la hipoxie este potenţat în<br />
prezenţa creşterii pCO 2<br />
arterial.<br />
Stimularea ventilaţiei prin hipoxie poate duce la scăderea pCO 2<br />
arterial şi instalarea alcalozei<br />
respiratorii.<br />
Interrelaţiile dintre modificările pCO 2<br />
, pO 2<br />
şi pH în controlul respiraţiei se dovedesc a fi deosebit<br />
de complexe, cu atât mai mult cu cât bariera hemato-encefalică face ca aceste modificări<br />
să fie diferite în sângele arterial sau la nivelul sistemului nervos central.<br />
2.5.2.5.Reflexele respiratorii care acţionează tranzitor nu sunt implicate în respiraţia<br />
obişnuită ci doar în unele condiţii specifice şi au de cele mai multe ori un rol de apărare.<br />
Apneea reflexă se produce ca urmare a excitării mucoasei nazale cu substanţe iritante<br />
sau toxice şi are un rol precis de apărare împiedicând inhalarea lor. Informaţiile transmise prin<br />
nervii trigemen şi olfactiv duc la oprirea respiraţiei.<br />
Apneea se produce şi în timpul deglutiţiei ceea ce împiedică pătrunderea alimentelor în<br />
căile respiratorii.<br />
Excitarea mucoasei traheobronşice poate produce în mod reflex spasm glotic şi
87<br />
FIG. 2.24. Receptorii implicaţi în reglarea reflexă a respiraţiei<br />
bronhoconstricţie.<br />
Strănutul apare tot ca urmare a excitării nervilor trigemen şi olfactiv şi are ca efect eliminarea<br />
aerului din fosele nazale într-un mod asemănător cu tusea.<br />
Tusea este un important reflex de apărare care are rolul de a îndepărta agenţii iritanţi de<br />
la nivelul căilor aeriene. Se produce mai întâi o inspiraţie profundă, urmează apoi închiderea<br />
glotei şi contracţia burscă a muşchilor expiratori şi abdominali cu expulzarea violentă a aerului<br />
din căile aeriene care poate atinge peste 1000 km/oră. Concomitent se produc şi modificări<br />
hemodinamice ce afectează mai ales circulaţia cerebrală cu posibila apariţie a unor stări sincopale.<br />
In afara excitaţiilor provenite de la nivel bronhopulmonar, tusea mai poate fi declanşată<br />
şi de excitaţii provenite din alte teritorii inervate de nervii vag şi glosofaringian.<br />
Abolirea reflexului de tuse în unele stări patologice, mai ales la bătrâni, duce la acumularea<br />
secreţiilor în căile aeriene cu complicaţii obstructive şi infecţioase.<br />
Sughiţul constă în contracţia spasmodică a diafragmului cu o inspiraţie bruscă şi închiderea<br />
glotei. Semnificaţia sa fiziologică nu este cunoscută.<br />
Căscatul este un act reflex complex la care participă în afara sistemului respirator, glandele<br />
salivare şi lacrimale, diferiţi muşchi în special ai feţei, sistemul circulator. Se produce la început<br />
o inspiraţie cu dilatarea faringelui, mişcări faciale urmate de expiraţie. Odată declanşat căscatul<br />
nu mai poate fi oprit în mod voluntar cu excepţia unora dintre manifestările sale. Semnificaţia<br />
căscatului nu este prea clară el fiind asociat deobicei cu dorinţa de somn sau stările de plictiseală.<br />
Căscatul excesiv se poate întâlni în unele afecţiuni ale sistemului nervos central.<br />
Reflexul dilatator faringeal este cauzat de existenţa unei presiuni negative la nivelul căilor<br />
aeriene superioare, informaţiile fiind transmise prin nervii trigemen, laringian şi glosofaringian.<br />
Reflexele plecate de la receptorii juxtacapilari (J) pulmonari pe cale vagală produc tahipnee<br />
în urma congestiei vasculare pulmonare, a creşterii volumului lichidului interstiţial pulmonar,<br />
în edemul pulmonar produs prin insuficienţa ventriculului stâng sau chiar la normali în cursul<br />
efortului fizic mai intens. Embolia pulmonară sau injectarea unor substanţe (capsaicina) în<br />
circulaţia pulmonară produc fie apnee, fie tahipnee în acelaşi mod.<br />
Reflexele plecate de la receptorii iritanţi din căile aeriene şi chiar din alveole se produc ca<br />
urmare a iritaţiei mecanice sau chimice şi produc nu numai tuse sau strănut ci şi hiperpnee,<br />
bronhoconstricţie şi creşterea presiunii arteriale.<br />
Reflexele declanşate de la nivelul aparatului cardio-vascular au ca punct de plecare
88<br />
chemoreceptorii şi receptorii de întindere de la nivelul acestuia. Excitarea chemoreceptorilor<br />
arteriali produce hiperpnee, bronhoconstricţie, dilatarea căilor aeriene superioare şi creşterea<br />
presiunii arteriale. Excitarea receptorilor de întindere arteriali ca urmare a creşterii presiunii<br />
produce apnee şi bronhodilataţie.<br />
Reflexe respiratorii mai pot fi declanşate prin :<br />
-excitarea chemoreceptorilor din vasele coronare<br />
-mişcările active sau pasive ale membrelor<br />
-excitarea receptorilor cutanaţi<br />
-tracţiunea limbii<br />
-inhalarea de săruri de amoniu sau înghiţirea unor soluţii iritante (alcool)<br />
2.5.3.Modificări respiratorii în efortul fizic.<br />
Efortul fizic presupune creşterea aportului de O 2<br />
pentru a face faţă necesităţilor metabolice<br />
crescute însoţită de producerea şi eliminarea unei cantităţi sporite de CO 2<br />
, fenomene realizate<br />
prin modificări respiratorii adecvate.<br />
Consumul de O 2<br />
în repaus (MVO 2<br />
) este în jur de 250 ml/min, dar poate creşte în efortul<br />
intens la 3-4 L/min (45-50 ml/kg corp). Valorile sunt ceva mai mici la femei şi scad cu vârsta.<br />
In cursul efortului, în funcţie de intensitatea acestuia, consumul de O 2<br />
atinge un nivel de<br />
echilibru (steady state) care se menţine constant. Atingerea acestui nivel nu se face brusc ci<br />
treptat, iar la terminarea efortului consumul revine la normal tot treptat (FIG 2.25).<br />
Deficitul de O 2<br />
realizat la început va fi recuperat sub forma datoriei de O 2<br />
după terminarea<br />
efortului, datorie care este mai mare decât deficitul atât datorită nerevenirii imediate a respiraţiei,<br />
circulaţiei şi temperaturii cât şi reoxidării lactatului produs de activitatea musculară.<br />
Un subiect neantrenat poate acumula o datorie de O 2<br />
de până la 10 L, în timp ce la antrenaţi<br />
ea atinge 17-18 L.<br />
In condiţiile respiraţiei de aer atmosferic cu un conţinut normal de O 2<br />
(21%) consumul<br />
acestuia creşte paralel cu intensitatea efortului până la atingerea unei limite care constituie<br />
capacitatea aerobică maximă. Ea limitează capacitatea maximală de efort a unui individ care<br />
depinde nu numai de sistemul ventilator ci şi de cel cardio-vascular.<br />
Depăşirea nivelului maximal în condiţii de aerobioză este posibilă pentru o anumită<br />
perioadă de timp dar duce rapid la acumularea de acid lactic ce împiedică continuarea efortului.<br />
Respirarea unui aer îmbogăţit cu O 2<br />
(40%) în cursul efortului nu duce la modificarea nivelului<br />
de echilibru al consumului de O 2<br />
la normali. Apariţia unei diferenţe faţă de nivelul de echilibru<br />
pentru un anumit grad de efort demonstrează fie depăşirea limitei de efort considerată normală<br />
pentru individul în cauză, fie existenţa insuficienţei respiratorii.<br />
Determinarea capacităţii de a realiza un anumit efort se face prin spiroergografie folosind<br />
cicloergometrul sau covorul rulant. Treapta de efort imediat inferioară aceleia la care apare<br />
diferenţa sau deficitul spirografic de O 2<br />
corespunde limitei funcţionale a organismului. Nu<br />
trebuie să uităm însă că testul de efort oferă informaţii atât asupra stării aparatului respirator<br />
cât şi a celui cardiovascular.<br />
Adaptarea ventilaţiei la efort se face prin hiperventilaţie care atinge 120-150 L/min sau chiar<br />
mai mult la cei antrenaţi. Hiperventilaţia se realizează prin creşterea frecvenţei şi amplitudinii<br />
respiraţiilor între ele stabilindu-se o interrelaţie optimă în funcţie de intensitatea efortului. La<br />
început creşte mai mult volumul curent, dar pe măsură ce apare acidoza metabolică predomină<br />
creşterea frecvenţei.<br />
Lucrul mecanic ventilator creşte pe măsura intensificării efortului.<br />
Hiperpneea şi amploarea ei presupune intervenţia mai multor factori care luaţi fiecare în<br />
parte nu au efectul sumării lor, existând importante variaţii individuale.<br />
Adaptarea ventilaţiei are loc prin mecanisme chemoneurologice complexe încă incomplet<br />
cunoscute.<br />
Mecanismele neurogene sunt legate de:<br />
-influenţele periferice de la nivelul articulaţiilor şi muşchilor aflaţi în activitate ca şi de la<br />
chemoreceptori<br />
-influenţele centrale prin creşterea temperaturii şi a pCO 2
-creşterea sensibilităţii centrilor nervoşi la stimulii chimici normali<br />
-influenţele psihogene directe asupra neuronilor motori implicaţi în mişcările respiratorii<br />
sau prin reflexe condiţionate<br />
Mecanismele chimice nu sunt bine clarificate şi nu s-a putut descoperi o substanţă specifică<br />
produsă în organism care să influenţeze pe cale umorală ventilaţia. Au fost incriminaţi mai mulţi<br />
factori care pot acţiona simultan : creşterea CO 2<br />
şi a acidului lactic, scăderea pH, eliberarea de<br />
catecolamine, creşterea nivelului K + .<br />
In eforturile moderate nivelul pO 2<br />
, pCO 2<br />
sau al pH în sângele arterial nu se modifică dar în<br />
sângele venos O 2<br />
scade în timp ce CO 2<br />
creşte. In eforturile care depăşesc capacitatea aerobică<br />
apar modificări şi în sângele arterial.<br />
In paralel cu intensificarea ventilaţiei au loc şi modificări cardiovasculare caracterizate<br />
prin creşterea debitului cardiac, mai ales pe seama frecvenţei, creşterea presiunii ateriale,<br />
redistribuţia sângelui spre teritoriile aflat în activitate, creşterea diferenţei arterio-venoase.<br />
Fluxul sanguin pulmonar creşte dar presiunea din artera pulmonară şi atriul stâng nu cresc<br />
în aceeaşi măsură. Perfuzia regională devine mai uniformă, ea crescând mai ales în zonele superioare.<br />
Deoarece ventilaţia creşte mai mult decât perfuzia, raportul V/P atinge valori cuprinse<br />
între 2-4 favorizând gradientul de difuziune alveolo-capilar.<br />
Factorul limitant principal al efortului este legat de posibilităţile adaptative ale aparatului<br />
cardio-vascular, debitul cardiac putând creşte doar de 4-6 ori faţă de creşterea de 20-25 de<br />
ori a ventilaţiei.<br />
Atâta vreme cât efortul nu se acompaniază de senzaţii neplăcute (dispnee, oboseală,<br />
durere) iar homeostazia este păstrată el poate fi continuat perioade îndelungate. Apariţia dispneei<br />
indică depăşirea posibilităţilor adaptative ale organismului la un anumit grad de efort<br />
şi apariţia modificărilor homeostatice.<br />
Antrenamentul produce modificări adaptative importante mai ales la nivelul aparatului<br />
cardio-vascular şi al muşchilor scheletici comparativ cu modificările respiratorii. Capacitatea<br />
vitală şi ventilaţia maximală cresc, la fel ca şi capacitatea de difuziune a plămânilor şi diferenţa<br />
arterio-venoasă. Forţa şi rezistenţa muşchilor respiratori sunt mai bune.<br />
2.5.4.Respiraţia în hipobarism. Hipobarismul se caracterizează prin scăderea pO 2<br />
pe măsură<br />
ce altitudinea creşte supunând organismul unei hipoxii mai mult sau mai puţin accentuată<br />
(FIG 2.26).<br />
Efectele sale depind de nivelul altitudinii, rapiditatea cu care suntem expuşi şi gradul de<br />
efort.<br />
Evoluţia semnelor clinice deşi este variabilă în funcţie de individ se face în mai multe<br />
etape:<br />
-faza indiferentă (până la 3000 m) fără modificări importante în afara unei adaptări prelungite<br />
la întuneric.<br />
-faza de hipoxie com-pensată (3000-4500 m) se caracterizează prin intensi-ficarea ventilaţiei,<br />
creşterea frecvenţei cardiace, deficienţă uşoară în realizarea unor acte psihomotorii complexe,<br />
scăderea memoriei şi a capacităţii maximale de efort.<br />
-faza de hipoxie manifestă (4500-6000 m) provoacă degradarea proceselor mentale şi a<br />
controlului neuro-muscular, pierderea capacităţii de judecată critică, letargie, indiferenţă sau<br />
excitaţie euforică, halucinaţii. Ventilaţa şi frecvenţa cardiacă cresc în continuare.<br />
-faza de hipoxie critică (6000-8000 m) determină o deteriorare rapidă a judecăţii şi<br />
înţelegerii, pierderea controlului neuro-muscular şi a conştienţei, oprirea respiraţiei, a circulaţiei<br />
şi moartea.<br />
Semnele hipoxiei severe însoţite de tulburări nervoase devin aparente la om când pO 2<br />
scade sub 30 mmHg la nivel alveolar. Acest nivel este însă mult mai mare dacă hipoxia se<br />
combină cu hiperventilaţie şi hipocapnie deoarece circulaţia cerebrală este foarte sensibilă<br />
la variaţiile pCO 2<br />
.<br />
Scăderea pO 2<br />
la 17-19 mmHg duce la pierderea conştienţei, iar scăderea sub<br />
12 mmHg produce leziuni celulare ireversibile şi moartea.<br />
89
90<br />
Deconectarea bruscă a alimentării cu O 2<br />
la altitudini mari duce rapid la comă (3 min la<br />
9000 m şi mai puţin de 1 min la peste 12000 m).<br />
La înălţimi mari tulburările nu pot fi prevenite nici prin administrarea de O 2<br />
100% dacă<br />
presiunea acestuia nu este suficientă pentru a creşte presiunea sa parţială la nivel alveolar.<br />
Aceasta datorită faptului că presiunea vaporilor de apă fiind independentă de altitudine la<br />
temperatura corpului, volumul ocupat de aceşti vapori creşte pe măsura scăderii presiunii<br />
atmosferice.<br />
La 15000 m suma pCO 2<br />
şi a vaporilor de apă egalizează pe cea atmosferică şi plămânii nu<br />
vor mai conţine O 2<br />
, iar la 19000 m presiunea atmosferică este egalată de cea a vaporilor de<br />
apă (47 mmHg) care vor ocupa astfel întreg plămânul.<br />
Pentru prevenirea hipoxiei de altitudine ca şi a efectului presiunii reduse se utilizează<br />
cabine presurizate la avioanele de pasageri sau în zborurile cosmice şi costume individuale ce<br />
asigură şi protecţia antigravitaţională la piloţii de pe avioanele de luptă. Alpiniştii care nu ating<br />
înălţimi mai mari de 9000 m folosesc numai<br />
măşti racordate la tuburi de O 2<br />
.<br />
FIG 2.25. Preluarea oxigenului în timpul şi după efortul<br />
fizic. Zonele haşurate reprezintă deficitul de O 2<br />
de la<br />
începutul efortului şi datoria de O 2<br />
ce apare după<br />
încetarea acestuia<br />
Hipobarismul acut provoacă<br />
modificări la nivelul ventilaţiei pulmonare,<br />
a funcţiei respiratorii a sângelui şi a<br />
aparatului cardio-vascular.<br />
Ventilaţia pulmonară creşte ca urmare<br />
a stimulării hipoxice a chemoreceptorilor<br />
periferici. Chemoreceptorii centrali nu<br />
reacţionează la hipoxie, activitatea lor fiind<br />
chiar deprimată din cauza hipocapniei şi alcalozei<br />
la nivelul lichidului cefalo-rahidian.<br />
Hiperventilaţia face ca lucrul mecanic<br />
ventilator să crească.<br />
Creşterea tonusului simpatic se<br />
însoţeşte de creşterea debitului cardiac,<br />
a frecvenţei bătăilor inimii şi a presiunii<br />
arteriale. Hipoxia produce vasoconstricţie<br />
pulmonară şi creşterea presiunii din artera<br />
pulmonară ceea ce tinde să crească munca ventriculului drept şi să favorizeze apariţia edemului<br />
pulmonar.<br />
Hipoxia de altitudine produce vasodilataţie cerebrală, creşterea perfuziei cu tendinţă la<br />
edem cerebral şi creşterea presiunii intracraniene.<br />
Hiperventilaţia excesivă creşte saturaţia arterială a O 2<br />
dar produce hipocapnie cu alcaloză şi<br />
vasoconstricţie cerebrală. Adăugarea de CO 2<br />
în cantităţi mici în aerul respirat la înălţimi reduce<br />
alcaloza îmbunătăţind oxigenarea creierului.<br />
Ca urmare a scăderii pCO 2<br />
prin hiperventilaţie curba de disociere a O 2<br />
Hb este deviată spre<br />
stânga putând fixa mai mult O 2<br />
chiar la presiuni mai scăzute. La nivelul ţesuturilor acest lucru<br />
este compensat prin creşterea fluxului circulator datorită creşterii presiunii arteriale, mai ales<br />
la nivelul vaselor cerebrale şi coronare.<br />
Capacitatea ţesuturilor, mai ales a celui nervos, de a rezista hipoxiei este variabilă în funcţie<br />
de individ. Hipoxia cerebrală se însoţeşte de somnolenţă, lentoare, o falsă senzaţie de bine<br />
(beţia înălţimilor), alterarea judecăţii critice, tremurături, scăderea acuitaţii vizuale, reducerea<br />
percepţiei durerii.<br />
Pierderea conştienţei se face de obicei la saturaţii de 80%, dar există şi cazuri la care<br />
saturaţia poate scădea până la 60%. Centrii respiratori sunt mai sensibili la hipoxie decât cei<br />
cardiovasculari ceea ce explică oprirea respiraţiei în timp ce activitatea inimii continuă.<br />
Aclimatizarea la altitudine este posibilă la oamenii care trăiesc în zonele muntoase<br />
la înălţimi cuprinse între 2000-5000 m limita aşezărilor omeneşti fiind la 5500 mm. Ea se<br />
caracterizează printr-o toleranţă crescută la scăderea pO 2<br />
.<br />
La începutul expunerii la altitudine apar o serie de simptome caracteristice aşa zisului<br />
“rău de munte”: cefalee, dispnee de efort, slăbiciune, greţuri, transpiraţii, palpitaţii, tulburări<br />
auditive şi vizuale, insomnie. Acestea diminuă şi dispar cu timpul capacitatea de efort revenind
la normal.<br />
Aclimatizarea se realizează prin:<br />
-creşterea ventilaţiei alveolare ca urmare a impulsurilor chemoreceptoare prin scăderea<br />
pO 2<br />
-ajustarea echilibrului acido-bazic al sângelui şi lichidelor organismului prin contracararea<br />
alcalozei respiratorii produsă prin hiperventilaţie ca urmare a scăderii bazelor<br />
-creşterea capacităţii de transport a O 2<br />
de către sânge prin poliglobulie şi prin scăderea<br />
afinităţii pentru O 2<br />
a hemoglobinei ca urmare a creşterii 2-3 DFG cauzată de alcaloză şi favorizarea<br />
cedării O 2<br />
la ţesuturi<br />
-creşterea debitului cardiac şi redistribuţia sângelui în primele faze ale expunerii<br />
-creşterea numărului de capilare musculare şi a nivelului enzimelor oxidative celulare<br />
Ca urmare a acestor mecanisme locuitorii marilor nălţimi pot efectua eforturi mai mari,<br />
consumă mai puţin O 2<br />
pentru aceste eforturi, respiră mai mult aer pentru a obţine O 2<br />
necesar<br />
şi au modificări mai mici ale frecvenţei cardiace şi presiunii arteriale.<br />
Aclimatizarea este un proces reversibil de îndată ce condiţiile mediului se schimbă.<br />
Lipsa aclimatizării datorită incapacităţii chemoreceptorilor de a influenţa respiraţia duce la<br />
apariţia “bolii cronice a înălţimilor” caracterizată prin cefalee, oboseală, dureri ale extremităţilor,<br />
tulburări vizuale şi de conştienţă.<br />
2.5.5.Respiraţia în hiperbarism. Scufundarea subacvatică (scafandrii, chesonieri,<br />
scufundători autonomi) influenţează în mod semnificativ respiraţia datorită faptului că la<br />
fiecare 10 m presiunea creşte cu 1 atm.<br />
Scufundarea în apnee şi revenirea la suprafaţă în scurt timp este posibilă fără nici un<br />
echipament, în condiţii experimentale realizându-se scufundări la adâncimi de peste 200 m. In<br />
urma antrenamentului scufundătorii prezintă creşterea CPT, diminuarea VR, toleranţă crescută<br />
la CO 2<br />
şi la hipoxie.<br />
Chiar scufundarea corpului în apă până la gât are efecte asupra respiraţiei şi circulaţiei<br />
deşi presiunea exercitată asupra toracelui nu depăşeşte presiunea atmosferică cu mai mult<br />
de 20 cm apă. Are loc o scădere a CRF pe seama VER din cauza creşterii volumului sanguin<br />
pulmonar odată ce întoarcerea venoasă este mărită de presiunea exercitată din afară asupra<br />
venelor şi a venoconstricţiei simpatice dacă temperatura apei este mai scăzută. Lucrul mecanic<br />
respirator creşte.<br />
Imersia capului sau numai a feţei poate produce o bradicardie accentuată însoţită de<br />
creşterea presiunii arteriale sistemice. Acest reflex de “scufundare” este vizibil mai ales când<br />
apa este rece sau la animalele şi păsările acvatice.<br />
Pentru a putea respira în<br />
cursul scufundărilor de mare<br />
adâncime şi lungă durată presiunea<br />
aerului respirat trebuie<br />
să fie egală cu cea hidrostatică.<br />
Volumul gazelor la nivelul<br />
plămânilor scade odată cu<br />
creşterea presiunii ceea ce<br />
reduce în mod corespunzător<br />
CPT. Astfel scufundarea la 20 m<br />
unde presiunea atinge 3 atm reduce<br />
volumul plămânilor la 1/3<br />
din volumul de la suprafaţă.<br />
Respiraţia subacvatică<br />
este posibilă doar cu ajutorul<br />
unor echipamente speciale<br />
care asigură o presiune a aerului<br />
respirat corespunzătoare<br />
FIG 2.26. Scăderea presiunii atmosferice odată cu creşterea altitu-<br />
adâncimii de scufundare. In<br />
91
92<br />
aceste cazuri are loc o scădere a frecvenţei respiraţiilor şi o creştere a volumului curent ceea<br />
ce duce la o scădere a debitului ventilator pe minut însoţită de hipercapnie. In cazul când<br />
respiraţia se face doar prin intermediul unui tub adâncimea de scufundare nu poate depăşi 1<br />
m din cauza dificultăţilor respiratorii ce apar ca urmare a compresiunii.<br />
In scufundările de mare adâncime hipercapnia la care se asociază acţiunea narcotică a<br />
azotului dizolvat în sânge într-o cantitate mai mare conform presiunii sale parţiale duce la aşa<br />
numita “beţie a adâncurilor”.<br />
Efectele creşterii concentraţiei CO 2<br />
depind de nivelul acestuia, timpul de expunere şi<br />
caracteristicile individuale. Persoanele care tolerează mai bine hipercapnia au o respiraţie mai<br />
lentă iar VC, VIR şi CV sunt mai mari.<br />
Hipercapnia acută produce începând de la concentraţii de 1.5 % hiperventilaţie, tahicardie,<br />
hiperglicemie datorită creşterii tonusului simpatic. In cazul expunerilor cronice alterarea<br />
funcţiilor fiziologice se manifestă la concentraţii de peste 3 %.<br />
Disbarismul. In timpul scufundărilor, din cauza creşterii presiunii parţiale a gazelor, azotul<br />
care este un gaz inert se dizolvă în sânge şi ţesuturi în cantităţi mai mari. Ascensiunea bruscă<br />
duce la eliberarea azotului sub formă de bule a căror dimensiune creşte pe măsura ascensiunii<br />
ducând la importante tulburări caracterizate prin dureri articulare, tahipnee, tuse, furnicături<br />
cutanate, tulburări de vedere, cefalee, dureri abdominale.<br />
Uneori predomină tulburările neurologice (paralizii, convulsii, comă), alteori cele cardiovasculare<br />
produse datorită hemoconcentraţiei şi a creşterii presiunii arteriale.<br />
Situaţii similare, dar mai puţin grave, se pot întâlni la aviatori în cazurile ascensiunii foarte<br />
rapide sau a decomprimării bruşte a cabinelor presurizate.<br />
Toate aceste tulburări constituie “boala de decompresiune” sau disbarismul. Ele pot fi<br />
prevenite prin ascensiunea lentă sau pot fi înlăturate prin recomprimare.<br />
Decompresiunea lentă nu are rolul de a împiedica formarea bulelor de azot ci de a preveni<br />
creşterea lor la dimensiuni prea mari. Scufundătorii profesionişti petrec un timp de aclimatizare<br />
sub apă sau în barocamere ceea ce le permite scufundarea pe durate mai mari şi revenirea<br />
rapidă la nivelul de plecare. Revenirea la suprafaţă necesită însă decompresiunea lentă.<br />
De menţionat este faptul că bulele de gaz fiind percepute ca particule străine declanşează<br />
reacţia inflamatorie şi alte răspunsuri ca activarea plachetară şi leucocitară, procesul de coagulare,<br />
eliberarea de citokine şi mediatori, producerea de radicali liberi, leziuni endoteliale care<br />
nu sunt oprite doar prin recomprimare.<br />
Mărirea adâncimii şi duratei scufundărilor ca şi a vitezei de revenire se poate realiza prin<br />
utilizarea unor amestecuri de gaze în proporţii variabile în funcţie de adâncimea scufundării<br />
(azot-oxigen, heliu-oxigen, heliu-azot-oxigen).<br />
Acţiunea toxică a O 2.<br />
Administrarea de O 2<br />
pur sau în concentraţii şi la presiuni mai mari<br />
decât cele din aerul atmosferic nu este lipsită de pericol din cauza toxicităţii sale legată de<br />
interferenţa cu procesele oxidative şi formarea radicalilor acizi.<br />
La presiunea de 1 atm administrarea de O 2<br />
100 % poate fi făcută timp de 12 ore sau mai<br />
mult la concentraţii de 60 %. Peste această durată apar semne de iritaţie la nivelul căilor aeriene<br />
şi al plămânilor care se pot însoţi de hipercapnie şi acidoză.<br />
Efectele toxice asupra sistemului nervos sunt observate la presiuni mai mari de 2 atm şi<br />
se manifestă prin tremurături, convulsii şi pierderea conştienţei. Ele se însoţesc de tulburări<br />
de vedere şi ale funcţiei renale. Acestea apar cu atât mai repede cu cât presiunea şi durata<br />
expunerii sunt mai mari, mai ales în condiţii de efort.<br />
Administrarea de CO 2<br />
înrăutăţeşte situaţia atât prin acţiunea sa directă cât şi prin efectele<br />
acidozei.<br />
Embolia gazoasă care nu trebuie confundată cu disbarismul poate apare în cazul în care<br />
un scufundător care respiră aer la o presiune ridicată iese rapid la suprafaţă fără a mai respira. In<br />
aceste condiţii volumul aerului din plămâni creşte brusc şi poate cauza ruperea vaselor pulmonare<br />
cu pătrunderea aerului în sistemul circulator şi apariţia emboliei gazoase. Fenomenul nu<br />
apare în cazul celor care respiră aerul de la suprafaţă se scufundă şi apoi revin la suprafaţă.<br />
Există pericolul pierderii conştienţei şi în urma unor scufundări mai lungi cu respiraţia<br />
oprită în ape puţin adânci, aşa cum sunt cele din bazinele de înot. Ea este explicată în felul<br />
următor:
-de obicei individul hiperventilează înainte de scufundare eliminând cantităţi crescute<br />
de CO 2<br />
-după scufundare se reduce pO 2<br />
arterial fenomen care se accentuează în timpul revenirii<br />
la suprafaţă ducând la pierderea conştienţei şi la înec. Se recomandă evitarea hiperventilaţiei<br />
înainte de scufundare şi supravegherea scufundătorului.<br />
2.5.6.Respiraţia periodică. Spre deosebire de respiraţia ritmică obişnuită ce are loc fără<br />
întreruperi în unele cazuri patologice apare o respiraţie neregulată periodică în care există<br />
perioade lungi de apnee.<br />
Respiraţia Biot se caracterizează prin perioade de respiraţie normală care sunt brusc întrerupte<br />
de perioade de apnee de durată variabilă după care la fel de brusc respiraţia se reia.<br />
Apare în afecţiuni ale sistemului nervos în special cele care interesează bulbul.<br />
Respiraţia Cheyne-Stokes este o respiraţie periodică în care perioadele de apnee sunt<br />
întrerupte de respiraţii a căror amplitudine creşte treptat ating un maxim după care amplitudinea<br />
lor scade până la oprire.<br />
In majoritatea cazurilor apariţia acestei respiraţii indică existenţa unei asfixii centrale.<br />
Oprirea respiraţiei se datoreşte reducerii treptate a activitaţii neuronilor respiratori ca urmare<br />
a hipoxiei şi hipercapniei. Oprirea respiraţiei este urmată de scăderea marcată a presiunii arteriale<br />
şi uneori pierderea conştienţei. Sub influenţa stimulilor tot mai puternici de la nivelul<br />
chemoreceptorilor centrii respiratori îşi reiau activitatea şi respiraţia reîncepe reducând hipoxia<br />
şi hipercapnia ceea ce are efecte favorabile şi asupra centrilor vasomotori, îmbunătăţirea<br />
circulaţiei favorizând revenirea conştienţei.<br />
Reducerea activităţii chemoreceptorilor face însă ca centrii respiratori să devină din nou<br />
inactivi cu reinstalarea apneei şi ciclul reîncepe.<br />
Respiraţia Cheyne-Stokes se poate observa în unele condiţii fiziologice sau patologice: la<br />
altitudini moderate (4-5000 m), la copii în timpul somnului (mai ales la prematuri), după perioade<br />
lungi de hiperventilaţie, după administrarea unor substanţe (morfina), în insuficienţa cardiacă,<br />
uremie, hipertensiune intracraniană sau alte afecţiuni ale sistemului nervos central. Apariţia ei<br />
în cazurile patologice este un semn grav care arată o deprimare severă a centrilor nervoşi.<br />
93<br />
2.5.7.Asfixia se defineşte ca o stare în care scăderea pO 2<br />
se însoţeşte de creşterea pCO 2<br />
(hipoxie şi hipercapnie). Ea poate fi produsă prin blocarea căilor aeriene sau prin blocarea<br />
transportului gazelor în sânge.<br />
Asfixia mecanică prin astuparea căilor aeriene este urmată de eforturi respiratorii violente,<br />
eliberare crescută de catecolamine, creşterea presiunii arteriale şi a frecvenţei cardiace, scăderea<br />
pH. Încetarea schimburilor respiratorii este urmată de prăbuşirea presiunii arteriale şi apariţia<br />
fibrilaţiei ventriculare care duce la moarte în cîteva minute.<br />
Inecul este o formă specială de asfixie mecanică în care apa pătrunde în căile aeriene.<br />
Uneori aspiraţia apei este oprită prin spasm glotic dar asfixia tot se poduce.<br />
Pătrunderea apei în plămâni este urmată de trecerea ei în sânge prin osmoză provocând<br />
hemodiluţie şi hemoliză. In cazul apei sărate efectele sunt inverse ducând la hemoconcentraţie<br />
însoţită de creşterea cantităţii de apă din plămâni.<br />
Fenomenele sunt agravate de traumatisme, extenuarea fizică, de frig şi de apa murdară<br />
care conţine mâl şi nisip.<br />
Succesul tratamentului depinde de durata asfixiei, cantitatea de apă pătrunsă în plămâni<br />
şi de repeziciunea aplicării măsurilor de resuscitare. Administrarea de O 2<br />
, defibrilarea şi corectarea<br />
modificărilor sanguine măresc şansele de supravieţuire imediată, dar riscul complicaţiilor<br />
ulterioare (infecţii, leziuni nervoase) persistă.<br />
2.5.8.Resuscitarea respiratorie în cazul opririi respiraţiei constă în aplicarea unor manevre<br />
care să permită schimburile respiratorii şi să ducă la reluarea respiraţiei spontane. Ea trebuie<br />
asociată cu resuscitarea cardiacă ori de câte ori funcţia inimii nu asigură circulaţia normală.<br />
Metodele de resuscitare sunt variate în funcţie de condiţiile în care sunt realizate, de la cele<br />
mai simple metode manuale până la cele mai complicate care folosesc aparatură specială.
94<br />
Metodele manuale pot fi utilizate în orice condiţii chiar de către personalul nemedical dar<br />
instruit în acest scop. Ele constau în aplicarea unei presiuni asupra toracelui asociată cu ridicări<br />
ale membrelor sau bazinului pentru a facilita eliminarea aerului din plămâni.<br />
Cu rezultate mai bune sunt utilizate metodele “gură la gură” sau “gură la nas” care pot fi<br />
efectuate direct sau prin intermediul unor măşti sau tuburi după prealabila înlăturare a eventualelor<br />
obstacole pe căile aeriene superioare. Pentru evitarea astupării orificiului laringian de<br />
către limbă şi a pătrunderii aerului în stomac capul trebuie flectat spre spate concomitent cu<br />
fixarea articulaţiei temporo-mandibulare.<br />
Respiraţia artificială trebuie iniţiată cât mai repede şi continuată până la reluarea respiraţiei<br />
spontane.<br />
Metodele mecanice disponibile în unităţile medicale folosesc dispozitive de pompă care<br />
insuflă aerul în plămâni prin intermediul unor măşti sau tuburi introduse în trahee. Ele pot fi<br />
acţionate manual sau automat fără a depăşi presiuni de +14 mmHg în inspiraţie şi –9 mmHg<br />
în expiraţie pentru a nu perturba buna funcţionare a alveolelor şi a circulaţiei pulmonare.<br />
Pentru perioade mai lungi (luni sau chiar ani) corpul pacientului este introdus într-un<br />
dispozitiv mecanic special cunoscut sub denumirea de “plămân de oţel” în care se realizează<br />
presiuni alternative de +5 cm şi –10 cm apă.
97<br />
Bibliografie<br />
1. Badiu Gh, Papari A. Controlul nervos al functiilor organismului. Constanta: Ed. Fund. A.<br />
Saguna; 1995.<br />
2. Berne R, Levy M, Koeppen B, Stanton B. Physiology. N.Y.: C.V. Mosby; 2003.<br />
3. Boron W, Boulpaep E. Medical Physiology. N.Y.: W.B.Saunders Co; 2002.<br />
4. Cristea V, Crisan M. Imunologie fundamentala. Cluj: Ed.Med.Univ.”Iuliu Hatieganu”; 2004.<br />
5. Fonyo A. Principles of Medical Physiology. Budapest: <strong>Medicina</strong> Publ.House; 2002.<br />
6. Ganong W. Review of Medical Physiology. N.Y.: McGraw-Hill; 2003.<br />
7. Giurgea N. Fiziologia efortului fizic. Cluj: Casa Cartii de Stiinta; 2001.<br />
8. Guyton A. Textbook of Medical Physiology. N.Y.: W.B.Saunders Co; 2000.<br />
9. Haulica I. Fiziologie umana. Bucuresti: Ed. Medicala; 1996.<br />
10. Ioncica N, Farcas C. Fiziologie - aparat respirator - sange. Constanta: Ovidius University<br />
Press; 2002.<br />
11. Levitzky M. Pulmonary Physiology. N.Y.: McGraw-Hill; 1999.<br />
12. Rhoades R, Tanner G. Medical Physiology. N.Y.: Lippincot Williams&Wilkins; 2003.<br />
13. Sabau M. Fiziologie - sangele si respiratia. Targu-Mures: IMF Targu-Mures; 1985.<br />
14. Sabau M. Fiziologia inimii. Targu-Mures: University Press; 1995.<br />
15. Tache S. Fiziologia aparatului respirator. Cluj: Ed. Dacia; 1996.
98<br />
CIP Nr.<br />
...........ELEMENTE DE FIZIOLOGIE<br />
Marius Sabău<br />
P 96 / format A4<br />
Bibliografie<br />
ISBN 973-7665-01-5<br />
I. Marius Sabău<br />
Biblioteca Naţională a României ................<br />
Tipar: Universitatea de Medicină şi Farmacie Târgu-Mureş<br />
Coperta: MasterDruck Târgu-Mureş<br />
2005, University Press Târgu-Mureş<br />
Director de editură: Prof. Univ. Dr. Alexandru Şchiopu<br />
Corespondenţă / comenzi: Universitatea de Medicină şi Farmacie Târgu-Mureş<br />
Direcţia editurii: Târgu-Mureş, str. Ghe. Marinescu nr 38, cod 540130<br />
tel. 0744527700, 0265215551 - 126, fax. 0265210407